أكبر قمر زحل ، تيتان ، هو مكان غامض. وكلما عرفنا المزيد عن ذلك ، يبدو أن هناك المزيد من المفاجآت في المخزن. بصرف النظر عن كونها الجسم الوحيد خارج الأرض الذي يتمتع بجو كثيف وغني بالنيتروجين ، فإنه يحتوي أيضًا على بحيرات غاز الميثان على سطحه وسحب غاز الميثان في الغلاف الجوي. هذه الدورة الهيدرولوجية ، حيث يتم تحويل الميثان من سائل إلى غاز والعودة مرة أخرى ، تشبه إلى حد كبير دورة المياه هنا على الأرض.
بفضل وكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية كاسيني هيجنمهمة ، التي انتهت في 15 سبتمبر عندما تحطمت المركبة في جو زحل ، تعلمنا الكثير عن هذا القمر في السنوات الأخيرة. الاكتشاف الأخير ، الذي قام به فريق من علماء الكواكب والجيولوجيين في جامعة كاليفورنيا ، يتعلق بعواصف تيتان الميثان. على الرغم من كونها حدثًا نادرًا ، يمكن أن تصبح هذه العواصف المطيرة متطرفة إلى حد ما.
الدراسة التي تفصل نتائجها ، بعنوان "الأنماط الإقليمية للهطول المفرط على تيتان بما يتفق مع توزيع المروحة الغرينية المرصودة" ، ظهرت مؤخراً في المجلة العلمية علوم الأرض الطبيعيةه. بقيادة فريق Saun P. Faulk ، وهو طالب دراسات عليا في قسم علوم الأرض والكواكب وعلوم الفضاء بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، أجرى الفريق عمليات محاكاة لهطول أمطار تيتان لتحديد كيف شكلت الأحداث المناخية المتطرفة سطح القمر.
ما وجدوه هو أن العواصف المطيرة من الميثان قد تطبع سطح القمر الجليدي بنفس الطريقة التي تشكل بها العواصف الممطرة سطح الأرض الصخري. على الأرض ، تلعب العواصف المطيرة الشديدة دورًا مهمًا في التطور الجيولوجي. عندما يكون هطول الأمطار غزيرًا بما فيه الكفاية ، يمكن أن تؤدي العواصف إلى تدفقات كبيرة من المياه التي تنقل الرواسب إلى الأراضي المنخفضة ، حيث تشكل ميزات على شكل مخروط تعرف باسم المراوح الغرينية.
خلال مهمتها ، كاسيني وجد المسبار دليلاً على ميزات مماثلة على Titan باستخدام جهاز الرادار ، مما يشير إلى أن سطح Titan يمكن أن يتأثر بهطول الأمطار الغزيرة. في حين أن هؤلاء المشجعين اكتشاف جديد ، فقد درس العلماء سطح تيتان منذ وصول كاسيني إلى نظام زحل لأول مرة في عام 2006. وفي ذلك الوقت ، لاحظوا العديد من الميزات المثيرة للاهتمام.
وشملت هذه الكثبان الرملية الشاسعة التي تهيمن على خطوط العرض المنخفضة لتيتان وبحيرات الميثان والبحار التي تهيمن على خطوط العرض العليا - خاصة حول المنطقة القطبية الشمالية. يبلغ قياس البحار - Kraken Mare و Ligeia Mare و Punga Mare - مئات الكيلومترات عبر وعمق عدة مئات من الأمتار ، ويتم تغذيتها من خلال قنوات تشبه الأنهار المتفرعة. هناك أيضًا العديد من البحيرات الضحلة الأصغر التي لها حواف مستديرة وجدران شديدة الانحدار ، وعادة ما توجد في المناطق المسطحة.
في هذه الحالة ، وجد علماء UCLA أن المراوح الغرينية تقع في الغالب بين خط العرض 50 و 80 درجة. وهذا يجعلها قريبة من مركز نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي ، على الرغم من أنها أقرب قليلاً من القطبين من خط الاستواء. لاختبار كيف يمكن أن تسبب العواصف المطيرة لتيتان هذه الميزات ، اعتمد فريق جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس على محاكاة الكمبيوتر لدورة تيتان الهيدرولوجية.
ما وجدوه هو أنه بينما تتراكم الأمطار غالبًا بالقرب من القطبين - حيث توجد بحيرات تيتان الرئيسية والبحار - تحدث العواصف المطيرة الأكثر حدة بالقرب من خط العرض 60 درجة. هذا يتوافق مع المنطقة التي يتركز فيها المشجعون الغرينيون بشكل كبير ، ويشير إلى أنه عندما تتعرض تيتان للأمطار ، تكون شديدة للغاية - مثل الأمطار الموسمية الشبيهة بالرياح الموسمية.
كما أوضح جوناثان ميتشل - أستاذ مشارك في علم الكواكب بجامعة كاليفورنيا وكاتب كبير للدراسة - فإن هذا لا يختلف عن بعض الأحداث المناخية المتطرفة التي تم اختبارها مؤخرًا هنا على الأرض. وقال "إن أشد عواصف الميثان في نموذجنا المناخي تتساقط على الأقل على مسافة أمطار في اليوم ، والتي تقترب مما رأيناه في هيوستن من إعصار هارفي هذا الصيف".
وجد الفريق أيضًا أن العواصف المطيرة للميثان في تيتان نادرة نوعًا ما ، وتحدث أقل من مرة واحدة في عام تيتان - والتي تصل إلى 29 سنة ونصف الأرض. ولكن وفقًا لميتشل ، وهو أيضًا الباحث الرئيسي في مجموعة أبحاث النمذجة المناخية تيتان في جامعة كاليفورنيا ، فإن ذلك غالبًا ما كان متوقعًا. وقال "كنت أعتقد أن هذه ستكون أحداث الألفية مرة واحدة ، حتى لو كان ذلك". "لذا هذه مفاجأة كبيرة."
في الماضي ، اقترحت النماذج المناخية لتيتان أن غاز الميثان السائل يتركز بشكل عام بالقرب من القطبين. ولكن لم تبحث أي دراسة سابقة عن الكيفية التي قد يتسبب بها هطول الأمطار في نقل الرواسب وتحاتها ، أو أظهرت كيف يمكن أن يفسر ذلك العديد من السمات الملحوظة على السطح. ونتيجة لذلك ، تشير هذه الدراسة أيضًا إلى أن الاختلافات الإقليمية في السمات السطحية يمكن أن تكون ناجمة عن الاختلافات الإقليمية في هطول الأمطار.
علاوة على ذلك ، هذه الدراسة هي مؤشر على أن الأرض وتيتان تشتركان في أشياء أكثر مما كان يعتقد في السابق. على الأرض ، فإن التباينات في درجة الحرارة هي التي تؤدي إلى أحداث مناخية موسمية شديدة. في أمريكا الشمالية ، تحدث الأعاصير خلال أوائل الربيع إلى أواخر الربيع ، بينما تحدث العواصف الثلجية خلال فصل الشتاء. وفي الوقت نفسه ، فإن الاختلافات في درجات الحرارة في المحيط الأطلسي هي التي تؤدي إلى تشكل الأعاصير بين الصيف والخريف.
وبالمثل ، يبدو أن الاختلافات الخطيرة في درجة الحرارة والرطوبة في تيتان هي التي تسبب الطقس المتطرف. عندما يتفاعل الهواء الأكثر برودة ، الرطب من خطوط العرض الأعلى مع الهواء الأكثر دفئًا وجفافًا من خطوط العرض السفلية ، ينتج عن العواصف المطيرة الشديدة. هذه النتائج مهمة أيضًا عندما يتعلق الأمر بأجسام أخرى في نظامنا الشمسي تحتوي على مراوح غرينية - مثل المريخ.
في النهاية ، قد يؤدي فهم العلاقة بين هطول الأمطار والسطوح الكوكبية إلى رؤى جديدة حول تأثير تغير المناخ على الأرض والكواكب الأخرى. مثل هذه المعرفة ستقطع شوطًا طويلًا نحو مساعدتنا في التخفيف من الآثار التي تحدثها هنا على الأرض ، حيث تكون التغييرات غير طبيعية فقط ، ولكنها أيضًا مفاجئة وخطيرة للغاية.
و من يعلم؟ في يوم من الأيام ، يمكن أن يساعدنا ذلك على تغيير البيئات على الكواكب والأجسام الأخرى ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للاستيطان البشري على المدى الطويل (المعروف أيضًا باسم التضاريس)!
