كشفت دراسة جديدة، بقيادة علماء الكواكب في جامعة هاواي في مانوا، أن غاز الميثان قد يكون محاصرًا داخل الجليد، مما يشكل قشرة مميزة يصل سمكها إلى ستة أميال، مما يؤدي إلى تسخين الغلاف الجليدي الأساسي وقد يفسر أيضًا الغلاف الجوي الغني بالميثان على تيتان.
حيث يعد تيتان، أكبر أقمار زحل، هو المكان الوحيد غير الأرض المعروف بوجود غلاف جوي وسوائل على شكل أنهار وبحيرات وبحار على سطحه، وبسبب درجة حرارته الباردة للغاية، تتكون السوائل على تيتان من الهيدروكربونات مثل الميثان والإيثان، ويتكون السطح من جليد مائي صلب.
وقد لاحظ فريق البحث، بقيادة الباحثة المساعدة لورين شورماير، والذي يضم أيضًا جويندولين بروير، مرشحة الدكتوراه، وسارة فاجينتس، المديرة المساعدة والباحثة، في معهد هاواي للجيوفيزياء وعلم الكواكب "HIGP" في كلية المحيطات والأرض وتكنولوجيا الأرض "SOEST" بجامعة هاواي، في بيانات وكالة ناسا أن فوهات الاصطدام على تيتان أضحل بمئات الأمتار من المتوقع، وقد تم تحديد 90 حفرة فقط على هذا القمر.
وبناء على وجود أقمار أخرى من المتوقع أنه يوجد المزيد من الحفر الاصطدامية على السطح والحفر التي تكون أعمق بكثير مما نلاحظه على تيتان، فهناك شيئا فريدا في تيتان يجعل هذه الحفر تصبح أكثر ضحالة وتختفي بسرعة نسبية.
وللتحقق من ما قد يكون وراء هذا اللغز، اختبر الباحثون في نموذج حاسوبي كيف قد تسترخي تضاريس تيتان أو ترتد بعد الاصطدام إذا كانت القشرة الجليدية مغطاة بطبقة من جليد الميثان العازل، وهو نوع من الجليد المائي الصلب مع غاز الميثان المحاصر داخل البنية البلورية. ولأن الشكل الأولي لحفر تيتان غير معروف، فقد قام الباحثون بوضع نموذج ومقارنة عمقين أوليين معقولين، بناءً على حفر حديثة المظهر بحجم مماثل على قمر جليدي مماثل الحجم، جانيميد.
وتم استخدام هذا النهج في النمذجة، الذي تمكن من تقييد سمك قشرة الميثان إلى ما بين خمسة إلى عشرة كيلومترات "حوالي ثلاثة إلى ستة أميال" لأن المحاكاة باستخدام هذا السمك أنتجت أعماق فوهات تتناسب بشكل أفضل مع الفوهات المرصودة".
حيث تعمل قشرة الميثان على تدفئة الجزء الداخلي من تيتان وتسبب استرخاء طبوغرافي سريع بشكل مدهش، مما يؤدي إلى ضحلة الفوهات بمعدل قريب من معدل الأنهار الجليدية الدافئة سريعة الحركة على الأرض.
جو غني بالميثان
إن تقدير سمك غلاف الميثان الجليدي مهم لأنه قد يفسر أصل الغلاف الجوي الغني بالميثان على تيتان ويساعد الباحثين على فهم دورة الكربون على تيتان، والدورة الهيدرولوجية القائمة على الميثان السائل، وتغير المناخ.
كما يعتبر تيتان مختبراً طبيعياً لدراسة كيفية ارتفاع درجة حرارة غاز الميثان المسبب للاحتباس الحراري ودورته عبر الغلاف الجوي، وإن هيدرات الميثان الموجودة على الأرض، والتي توجد في التربة الصقيعية في سيبيريا وتحت قاع البحر في القطب الشمالي، تعمل حالياً على زعزعة استقرار الميثان وإطلاقه. لذا فإن الدروس المستفادة من تيتان يمكن أن توفر رؤى مهمة حول العمليات التي تحدث على الأرض".
بنية تيتان
إن التضاريس التي شوهدت على تيتان تبدو منطقية في ضوء هذه النتائج الجديدة. كما أن تحديد سمك القشرة الجليدية المكونة من الميثان يشير إلى أن باطن تيتان دافئ على الأرجح ـ وليس بارداً أو صلباً أو غير نشط كما كان يُعتقد في السابق.
وتُعد مركبات الميثان أقوى وأكثر عزلاً من الجليد المائي العادي. وتعمل قشرة مركبات الميثان على عزل الجزء الداخلي من تيتان، وتجعل غلاف الجليد المائي دافئاً للغاية ومرناً، مما يعني أن غلاف الجليد في تيتان يمر أو كان يمر بحمل حراري بطيء".
وإذا كانت هناك حياة في محيط تيتان تحت القشرة الجليدية السميكة، فإن أي علامات للحياة (العلامات الحيوية) ستكون بحاجة إلى نقلها إلى القشرة الجليدية لتيتان حيث يمكننا الوصول إليها أو رؤيتها بسهولة أكبر في البعثات المستقبلية. ومن المرجح أن يحدث هذا إذا كانت القشرة الجليدية لتيتان دافئة وتتحرك بالحمل الحراري".
ومن المقرر أن تنطلق مهمة ناسا دراغون فلاي إلى تيتان في يوليو/تموز 2028 وتصل في عام 2034، وسوف تتاح للباحثين فرصة إجراء ملاحظات عن قرب لهذا القمر ومزيد من التحقيق في سطحه الجليدي، بما في ذلك الحفرة المسماة سيلك.