Průtrže mračen na velkém Saturnově měsíci Titanu

Titan, největší měsíc mezi více než 60 satelity planety Saturn, je překvapivě vystavován intenzivním lijákům. Vyplývá to z výzkumu, který uskutečnila skupina planetologů a geologů z UCLA (University of California, Los Angeles). Přestože jsou tyto bouře poměrně vzácné – vyskytují se v průměru méně než jednou za místní „rok“, který trvá 29,5 pozemského roku – dochází k nim mnohem častěji, než astronomové donedávna předpokládali.

„Domnívali jsme se, že k nim dochází jednou za tisíciletí,“ říká Jonathan Mitchell zabývající se planetárním výzkumem na UCLA a hlavní autor článku, který byl publikován v časopise Nature Geoscience. „Tyto nové informace jsou docela překvapující.“

Bouře jsou provázeny obrovskými záplavami terénu, který jinak představuje pouště. Povrch měsíce Titan je nápadně podobný zemskému prostředí, s tekoucími řekami, které se vlévají do velkých jezer a moří. Na Titanu se rovněž vyskytují bouřková oblaka, která přinášejí sezónní průtrže mračen podobné monzunovým dešťům, vysvětluje Jonathan Mitchell. Avšak při srážkách na Titanu „prší“ kapalný metan, nikoliv voda jako na Zemi.

„Většina intenzivních bouřkových srážek v podobě kapalného metanu v našem klimatickém modelu zaplavila denně část povrchu množstvím dešťových srážek, které se blíží tomu, co jsme viděli v Houstonu při hurikánu Harvey v létě letošního roku,“ dodává Jonathan Mitchell, který se podílel na modelování klimatu na Saturnově měsíci Titan. Postgraduální student Sean Faulk řekl, že na základě studie bylo také zjištěno, že extrémní metanové průtrže mračen zřejmě formovaly ledový povrch Titanu mnohem více, než přívalové deště tvarovaly kamenný povrch Země.

Na Zemi mohou intenzivní bouře uvést do pohybu mohutné přívaly sedimentů, které se rozšíří do níže položených oblastí a vytvářejí zde kónické útvary označované jako náplavové (aluviální) kužely. Na základě nové studie vědci z UCLA zjistili, že vzhled regionálních povrchových útvarů na Titanu je v souladu s nedávno zjištěnými aluviálními naplaveninami, z čehož vyplývá, že je utvářely intenzivní průtrže mračen.

Zjištěné poznatky názorně ukazují úlohu extrémních dešťových srážek při utváření povrchu Titanu, dodává Seulgi Moon, profesor geomorfologie na UCLA a jeden z autorů studie. Seulgi Moon prohlásil, že obdobné děje se pravděpodobně mohou týkat i Marsu, na kterém rovněž existují velké aluviální kužely, a totéž můžeme očekávat i na jiných planetárních tělesech. Další poznatky o vztazích mezi dešťovými srážkami a planetárními povrchy mohou vést k novým pohledům na dopad klimatických změn na Zemi a další planety.

Aluviální kužely byly na Titanu objeveny na základě sledování povrchu měsíce pomocí radaru instalovaného na palubě sondy Cassini, která byla na oběžnou dráhu kolem Saturnu navedena v polovině roku 2004. Mise sondy byla ukončena v září 2017, když ji NASA navedla na sestupnou dráhu do atmosféry planety, kde došlo k jejímu zániku.

Ačkoliv aluviální kužely na Titanu jsou novým objevem, vědci tak získali další pohled na povrch měsíce. Krátce potom, co byla sonda navedena na oběžnou dráhu kolem Saturnu, palubní radar a další vědecké přístroje ukázaly, že rozsáhlé písečné duny dominují v oblastech blíže k rovníku měsíce, zatímco jezera a moře se vyskytují spíše v polárních oblastech. Vědci z UCLA zjistili, že aluviální kužely se nacházejí především v oblastech mezi 50. a 80. rovnoběžkou – všeobecně blíže k pólům severní i jižní polokoule než k rovníku.

Takovéto variace povrchových rysů naznačují, že povrch Titanu zalévaly odpovídající dešťové srážky. Průtrže mračen a následující proudy kapalného metanu hrály klíčovou roli při erozi povrchu a ukládání sedimentů v jezerech, zatímco v místech, kde se výrazné srážky nevyskytovaly, se prosazovala tvorba „písečných“ dun.

Dřívější výzkumy naznačovaly, že kapalný metan je všeobecně soustředěn na Titanu spíše v polárních oblastech. Ale žádná dřívější studie nezkoumala vliv extrémních přívalových srážek, které mohly být schopné aktivovat erozi a velký transport sedimentů a ukázat jejich spojitost s pozorovaným povrchem Titanu.

Vědci především využívali počítačové simulace ke studiu hydrologického cyklu na Titanu, protože pozorování skutečných přívalových srážek na měsíci Titan lze uskutečnit jen velmi obtížně, a také proto, že sonda Cassini zkoumala Titan pouze v průběhu tří ročních období. Zjistili, že zatímco deště se především soustřeďují v oblastech v okolí pólů, kde na Titanu najdeme větší jezera a moře, většina intenzivních lijáků se vyskytovala poblíž 60. rovnoběžky – právě v regionech, kde je velká koncentrace aluviálních kuželů.

Ze studie vyplývá, že intenzivní bouře se objevily v důsledku velkých odlišností mezi deštivým a chladnějším počasím ve vysokých šířkách měsíce a suchými a teplejšími podmínkami blíže k rovníku. Podobné teplotní rozdíly na Zemi vedou ke vzniku mohutných cyklonů ve středních zeměpisných šířkách vyvolávajících sněhové bouře, které se v zimním období obvykle vyskytují napříč Severní Amerikou.

Zdroj: http://newsroom.ucla.edu/releases/intense-storms-batter-saturns-largest-moon-ucla-scientists-report?, http://www.sci-news.com/space/methane-rainstorms-titan-05321.html a https://www.gizmodo.com.au/2017/10/intense-methane-rainstorms-carve-titans-icy-surface/

autor: František Martinek