Астероидные удары могут объяснить метан в атмосфере Титана

28.03.2025 11:51:00 | iXBT.com

Титан, крупнейший спутник Сатурна, остаётся уникальным объектом в Солнечной системе. Это единственное ледяное тело с плотной азотной атмосферой, где метан составляет несколько процентов. Он формирует сложный гидрологический цикл — с дождями, реками и озёрами. Однако присутствие метана ставит научный вопрос: его молекулы разрушаются ультрафиолетовым излучением за время, несоизмеримо меньшее возраста Солнечной системы. Это означает, что на Титане должен существовать механизм постоянного или периодического пополнения запасов газа.

Последнее исследование фокусируется на гипотезе, согласно которой метан высвобождается при столкновениях космических тел с поверхностью спутника. Предполагается, что под верхними слоями грунта существует резервуар из метановых клатратов — кристаллических структур, где молекулы метана заключены в водяной лёд. При ударах эти структуры разрушаются, высвобождая газ в атмосферу.

Источник: NASA

Результаты моделирования показывают, что объём высвобождаемого метана зависит от размера астероида и толщины клатратного слоя. Например, тело размером 20 км способно выбросить до 1% от текущей массы атмосферного метана. При этом угол удара и пористость поверхности могут увеличить этот показатель в 2–3 раза. Более масштабные события, формирующие кратеры диаметром свыше 400 км, способны высвободить до 15% метана. Особенно значимо, что энергия удара не только разрушает клатраты, но и нагревает атмосферу, что может стимулировать дополнительное выделение газа из коры.

Однако сравнение скоростей потерь и пополнения метана выявило дисбаланс. Даже крупные ударные события высвобождают меньше метана, чем уничтожается за счёт фотолиза. Тем не менее учёные подсчитали, что совокупный эффект от периодических ударов способен продлить время существования метана в атмосфере на 3%. Это означает, что гипотеза не объясняет полный цикл регенерации, но предлагает важный дополнительный механизм, работающий в сочетании с другими процессами, например криовулканизмом.

Исследование подчёркивает, что для понимания эволюции Титана необходимо учитывать частоту и распределение ударных событий. Современные кратеры на спутнике редко превышают 100 км в диаметре, что указывает на возможную активность геологических процессов, скрывающих древние структуры. Дальнейшие работы могут быть направлены на моделирование состава клатратов, анализ данных миссии «Кассини» и уточнение тепловых эффектов от ударов.

Подробнее