Глобальний океан Титана виявився таким же солоним, як земний

Учені висунули нову гіпотезу про будову підлідного океану Титана, супутника Сатурна. Раніше дослідники припустили, що вода там аномально солона, як у Мертвому морі, і це ускладнює появу життя. Тепер же виявилося, що океан Титана схожий на земні, тільки розташований під льодом.

Титан – другий за величиною супутник у Сонячній системі. Він вивчений краще за інших з точки зору гравітаційної поведінки, і це дає вченим можливість робити висновки про його внутрішню структуру. Зокрема, вивчати його океан.

Де є рідка вода, там може бути життя, яким ми його знаємо. Але з океаном Титана виникла проблема: він виявився дуже солоним, на рівні Мертвого моря. Цей висновок учені зробили 2014 року за даними, зібраними зондом “Кассіні”.

Звісно, в апарата не було можливості виміряти рівень солі безпосередньо. Інструменти зонда збирали гравітаційні дані про припливи. За цими даними дослідники визначили числа Лава – безрозмірні параметри, що характеризують “жорсткість” тіла і те, як активно його форма змінюється під впливом приливних сил.

У Титана число Лава (k2 = 0,616) виявилося досить високим, щоб підтвердити наявність глобального океану. Якби океану не було, k2 було б близько 0,03. Океан чистої води дав би k2 = 0,468, а якщо врахувати стримуючий ефект крижаної “шкаралупи” – приблизно 0,42.

У теорії високе значення числа Лава можна пояснити тонким шаром льоду на поверхні, але, по-перше, це не узгоджується з іншими даними спостережень, і, по-друге, в умовах супутника тонкий шар давно перетворився б на товстий. Також високе значення можна пояснити низькою твердістю порід “твердого Титана” або високою солоністю океану, що і зробили науковці 2014 року.

Виходило, що океан Титана має бути на порядок солонішим за океани Землі. Це розходиться як із моделями взаємодій між водою і породами супутника, тобто внутрішньою хімією тіла, так і з даними аналізу викидів підповерхневого океану Енцелада, іншого супутника Сатурна.

Ілюстрація різних пояснень високого значення числа Лава k2 через будову Титана і його океану / © Benjamin Idini
Автори нового дослідження, поданого на публікацію в The Planetary Science Journal, вважають, що проблема минулих оцінок у припущенні про однорідність океану. У своїй роботі вчені перерахували теоретичне число Лава, враховуючи ймовірну шаруватість вод Титана.

Їм вдалося повністю пояснити високе значення параметра k2 через стратифікацію океану Титана, що резонує, – за принципом “що глибше, то солоніша”. При цьому загальна солоність води залишається на рівні Землі та Енцелада – і вона легко пояснюється відомими моделями взаємодії води і порід супутника.

Наявність рідкої води у великому обсязі – важлива умова існування життя. Не залишилося сумнівів, що на деяких супутниках у Сонячній системі є гігантські підлідні океани (за об’ємом більші за всі земні, разом узяті), але щоб оцінити їхню придатність для життя, вченим потрібно більше даних.

Автори нової гіпотези про розшарування океану Титана висунули припущення, що схожа стратифікація може існувати на Ганімеді та Європі, супутниках Юпітера. Тож під час майбутніх, уже запланованих, місій до цих тіл можна зібрати дані для перевірки гіпотези.