סיקור מקיף

טיטן (7)-גשם, גיאות, טמפרטורת הקרקע

על פי מודלים שונים מתאן נוזלי באזור קו המשווה מתאדה ומוסע על ידי הרוח לקטבים, מקומות בהם הטמפרטורה נמוכה יותר וכתוצאה מכך הגז מתעבה (condense)

ענני גשם על טיטאן. צילום: החללית קאסיני של נאס"א
ענני גשם על טיטאן. צילום: החללית קאסיני של נאס"א

גשם

על פי מודלים שונים מתאן נוזלי באזור קו המשווה מתאדה ומוסע על ידי הרוח לקטבים, מקומות בהם הטמפרטורה נמוכה יותר וכתוצאה מכך הגז מתעבה (condense). כאשר הוא מגיע בחזרה לקרקע הוא יוצר אגמים בקטבים. תהליך הדומה למחזור המים על כדור הארץ (1). ההערכה היא שהצירקולציה הגלובלית מושפעת מהאטמוספירה ומהקרקע. הטמפרטורה בקרקע מגיבה מהר יותר לשינויים לאור השמש מאשר האטמוספירה. המהירות בה העננים מצטברים דומה למה שמחולל את יערות הגשם הטרופיים על כדור הארץ. זאת למרות שתגובות מאוחרות אלה לשינויים עונתיים וההיסט הפתאומי שלהם מזכירים יותר את תגובתם של האוקיינוסים הטרופיים מאשר את האזורים הטרופיים על כדור הארץ (2).טיפות הגשם על טיטן דומות לטיפות הגשם על כדור הארץ, אך בגלל כוח המשיכה הנמוך של טיטן הן גדולות יותר ואיטיות יותר בדרכן לקרקע, כאשר הן עוברות דרך שכבות האטמוספירה הנמוכות היבשות, חלק מהן מתאדה עוד בטרם ההגעה לקרקע (3).

בתצפיות שנעשו בסוף 2010 הבחינו בגשם באזור קו המשווה הצחיח. זאת פעם ראשונה בה הבחינו בגשם היוצר לחות בקרקע בקווי רוחב נמוכים. גשמים רחבי היקף שמקורם במערכות עננים גדולות הכהו ( darkened) את פני הקרקע. ההסבר שניתן לכך הוא שאזורים אלה נשארו לחים אחרי סופת גשמים של מתאן. התברר כי מערכות מזג האוויר והשינויים המתחוללים בקרקע מושפעים משינויים עונתיים (4). משכם של הגשמים באזור קו המשווה הוא קצר מאוד. בהשוואה בין תצלום מה-29.10.2010 בו הקרקע נראתה לחה לבין תצלום שנעשה ב-15.1.2011 בזה האחרון הקרקע היתה שוב יבשה ובהירה (5).

גיאות

מסלול תנועתו של טיטן סביב שבתאי איננו מעגלי לגמרי. קיימות סטיות קטנות. המרחק המינימלי משבתאי הוא 1.19 מיליון ק"מ והמרחק המקסימלי הוא 1.26 מיליון ק"מ. הבדלים אלה יוצרים גיאות ומכופפות במקצת את פני השטח של הירח. ההערכה היא שגלי הגיאות יכולים לספק מידע על פנימו של הירח. התברר שבמהלך הגיאות פני השטח יכולים לעלות ולרדת בשיעור של 10 ס"מ בכל הקפה של שבתאי. המשמעות היא שפנימו של הירח מעוות. יחסית. על פי אחד המודלים קליפת קרח בעובי עשרות קילומטרים צפה על פני אוקיינוס גלובלי (6). מכיון שהירח איננו כדורי לחלוטין, הוא פחוס במקצת, הגיעו למסקנה שלירחים האחרים של שבתאי הקטנים ממנו בהרבה גם להם השפעה, הגם שהיא קטנה. כוחות הגיאות מרוכזים יותר בקטבים מאשר בקו המשווה. המשמעות היא שכמות החום הנוצרת בקטבים גדולה יותר במקצת באזורים אלה והם מפשירים במקצת את תחתיתה של שכבת הקרח ועושה אותה דקה יותר בהשוואה למקומות אחרים בטיטן (7).

זהירה

חלק מהתצלומים של טיטן נעשו בצד הלילי שלו והתברר הוא כי הוא זוהר, אם כי בצורה מעומעמת. זהירה זו דומה לאור של מנורת ניאון. האור במנורת ניאון נוצר כאשר אלקטרונים הנוצרים על ידי כוח חשמלי מותזים לתוך אטומי ניאון וגורמים להם לזהור. מה שמפתיע במיוחד הוא שאור זה בא עמוק מתוך האטמוספירה, עובר דרך כל שכבת האובך המכסה את טיטן. המסקנה אליה הגיעו היא שאור זה נוצר כאשר חלקיקים טעונים פוגעים במולקולת החנקן של האטמוספירה. במהלך תצפיות שנעשו ב-2009 כאשר החללית חלפה דרך אזור הצל של שבתאי נוצרה הזדמנות נדירה לצפות בכל זהירה שיכולה להיות בטיטן עצמו. החוקרים ניצלו את החשיפה הארוכה של צמצם המצלמה -650 שניות- כדי לצפות בכל זהירה של טיטן. החוקרים קיוו להבחין בזהירה בגובה של 700 ק"מ מהקרקע, מקום בו חלקיקים טעונים משבתאי הנוצרים בבועה האלקטרומגנטית המקיפה את שבתאי מנתקים אלקטרונים מהמולקולות שבאטמוספירה של טיטן. ההפתעה היתה רבה משום שניתן היה לצפות בזהירה בצד הלילה של הירח גם באור הנראה בעומק 300 ק"מ מעל הקרקע. החוקרים הביאו בחשבון שזהירה זו יכולה להיות גם מאור השמש המוחזר משבתאי, אבל היא נראתה גם בצד הלילי של טיטן. הזהירה באה עמוק מדי מתוך האטמוספירה עבור חלקיקים טעונים הבאים מהשתקפות השמש משבתאי. אזור זה לא הושפע מחדירת חלקיקים טעונים לתוך שדות מגנטיים אשר על כדור הארץ מחוללים את זוהר הקוטב. יכול להיות שמקור הזהירה הוא קרניים קוסמיות החודרות עמוק לתוך האטמוספירה או מאור הנפלט במהלך ריאקציה כימית עמוק באטמוספירה (8).

אור השמש וטמפרטורת הקרקע

בשל המרחק מהשמש והאטמוספירה העבה של טיטן כמות האור המגיעה לקרקע היא רק 0.1 מאנרגית השמש המגיעה לכדור הארץ הבדלי הטמפרטורות נעים סביב C -180 0 .הבדלי האור בין הצד המואר לצד החשוך הם מועטים (9). אחר הצהריים חם יותר מאשר בצורה משמעותית מאשר בזריחה. למרות שהבדלי הטמפרטורות הם קטנים 1.50 התנהגות הקרקע דומה לזו של כדור הארץ (10).

קרום הירח

על סמך תצפיות ומדידות הגיעו החוקרים למסקנה שעוביו הממוצע של קרום הקרח הוא 3 ק"מ פחות מהממוצע העובי בקטבים וב-3 ק"מ גדול יותר מהממוצע בקו המשווה. השילוב בין כוח המשיכה והטופוגרפיה מעלים את האפשרות שעוביו של הקרום בכללותו הוא 200 ק"מ. מקור ההבדלים בעובי הקרום קשור כנראה לגיאומטריה של מסלול תנועתו של טיטן. הגיאומטריה איננה לגמרי מעגלית (7).

מבנה פנימי

מממצאים שפורסמו ב-2010 החוקרים הגיעו למסקנה שהבידול ( differentation ) הפנימי אינו דומה לזה של כוכבי הלכת הפנימיים ושל גנימד ירחו של צדק שבהם קיימת הבחנה ברורה בין השכבות הפנימיות. הממצאים מראים שטיטן התפתח בצורה שונה ובקצב איטי יותר. רק ב-500 הק"מ החיצוניים של הירח אין בקרח שום עקבות של סלע. בעומקים גדולים יותר נמצאת תערובת של קרח וסלע. כדי למנוע הפרדה של מים וסלע, יש למנוע חימום גדול מדי של הקרום (11). לטיטן יש גרעין קרח שהרדיוס שלו גדול קצת מ- 2000 ק"מ, מעליו אוקיינוס קרח שעוביו 225-300 ק"מ ומעליו שכבת קרח בעובי 200 ק"מ (7). על סמך תצפיות שפורסמו ב-2019 הגיעו למסקנה שבפנימו של הירח קיים כן בידול בין השכבות ואפילו מלא. המשמעות היא שהגרעין צפוף יותר מהשכבות החיצוניות, אם כי צפיפותו קטנה ממה שחשבו. הסיבה הלכך היא כנראה שהגרעין מכיל כמות גדולה של קרח או מכיון שהוא יצר ריאקציות עם מים ובכך נוצרו מינרלים שצפיפותם נמוכה (10).

פרצי אנרגיה

כמו בתצפיות משנים קודמות גם הפעם הבחינו בפרצי אנרגיה מטיטן. הבזקים חזקים של אור הפורצים מהאטמוספירה בצורה תצורה של גביע גדול המגיע למרחק של מאות קילומטרים . תצפית זו תועדה ב-12.10.2009 (12).

מקורות

1. "Cassini sees tropical lakes on Saturn moon" 13.6.2012

http://saturn.jpl.nasa.gov/news/newreleases/newsrelease20120613

2. PIA12810: Equatorial Titan clouds

http://photojournal.jpl.nasa.gov/PIA12810

3. Hecht J. –"Ethane lakes in a red haze: Titan's uncanny moonscape" 11.7.2011

http://newscientists.com/article/mg21128201.600=ethane-lakes-in-a red- haze- titans -uncanny –moonscape.html?full=true

4. "Cassini sees seasonal rains transform Titan's surface" 18.3.2011

http://spacedaily.com/reports/Cassini_Sees_Seasonal_Rains_Transform_Titans _Surface_999.html

5. PIA12818: Titan deluge

http://photojournal.jpl.nasa.gov/PIA12818

6. Perkins S.- "Tidal evidence suggest water sloshes beneath Titan's icy crust" 28.6.2012

http://scientificamerican.com/article.cfm?id=tidal-evidence-titans-crust

7. Bergernon L. –Titan's, Saturn's largest moon icier than scientists thought" 6.12.2012

http://spacedaily.com/reports/Titan's_Saturns_Largest_Moon_Icier__Than_Scientists_ Thought_999.html

8. "Cassini Halloween treat: Titan glows in the dark" 1.11.2012

http://spacedaily.com/reports/Cassini_ Halloween _Treat_Titan_ Glows_ In _The_ Dark_999.html

9. Francis M.- Faint sunlight enough to drive weather, cloud on Saturn's moon Titan" 16.1.2012

http"//arstechniea.com/science/news/2012/01/like-ogres-titans-atmosphere-may-have-layer.ars

10. "The many moods of Titan" 24.2.24.2.2012

http://spacedaily.com/reports/The_May_ Moods_ Of _Titan_999.html

11. "Cassini data show ice and rock mixture inside Titan" 12.3.2010

http://spacedaily.com/reports/Cassini_Data_Show_Ice_ And_Rock _Mixture_ Inside _Titan_999.html

12. Image WOOO60291.jpg

http://saturn.jpl.nasa.gov/photos/raw/rawimagedetails/index.xfm?ImageID=202913

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

2 תגובות

  1. חן טי
    הכתבות כאן הן רק לשם הסואה. האתר הזה נוסד בשביל להעביר אג'נדות פוליטיות ואישיות.

  2. באופן ברור, הכתבה הזו לא עברה הגהה. כל כך הרבה שגיאות דקדוק ופיסוק. נראה שהכותב כתב את הכתבה עבור בוגרי תואר ראשון בגיאולוגיה ומתעקש לא להבהיר, לא להסביר ולא להיות ידידותי.
    ניתן להבין מהכתבה שהטמפרטורה בקטבים גבוהה יותר מקו המשווה? זה המצב? זה בכלל אפשרי?
    אוקי, אז יש זהירה. איזו משמעות יש לזה? למה לא להסביר??

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן