Гигантская луна Сатурна имеет еще одно странное сходство с Землей

По сравнению с большинством мест, по которым можно было бы путешествовать в Солнечной системе, Титан - гигантская луна Сатурна - во многих отношениях странно знаком Земле.

На самом деле, Титан - единственная луна в Солнечной системе с плотной атмосферой, обеспечивающей ряд квазиземных погодных явлений, таких как метановые дожди, которые питают реки и, в свою очередь, озера.

Хотя ландшафт Титана во многом не похож на земной, другие аспекты ледяной луны не так уж непохожи, например, возвышающиеся песчаные дюны Титана - и все же существование этих дюн представляет собой некую загадку.

На Земле осадочный материал, из которого состоят песчаные дюны, состоит из неорганических силикатов, но химический состав песка Титана довольно сильно отличается.

"Считается, что осадочные породы на луне Сатурна состоят в основном из механически слабых органических зерен, склонных к быстрому истиранию в пыль", - объясняет в новом исследовании группа ученых под руководством планетарного геолога Матье Лапотра из Стэнфордского университета.

Такое быстрое истирание означает, что с течением времени частицы песка в дюнах Титана должны становиться все мельче и мельче, пока в конце концов не превратятся в пыль.

Эта легкая пыль в конечном итоге станет настолько мелкой, что улетучится в атмосферу и не сможет образовывать сплошные структуры, подобные гигантским дюнам, для слияния которых требуются более крупные частицы.

"Когда ветры переносят зерна, они сталкиваются друг с другом и с поверхностью", - говорит Лапотр. "Эти столкновения имеют тенденцию к уменьшению размера зерен с течением времени".

Но из-за наличия на Титане огромных песчаных дюн исследователи предполагают, что на Луне действует какой-то неизвестный механизм роста, способный укреплять зерна и противостоять силам истирания.

Что бы это ни было, это происходит уже очень давно.

"Экваториальные дюны Титана, вероятно, были активны в течение [десятков и сотен тысяч лет]", - пишет команда. "Для поддержания дюн Титана в течение геологического времени необходим механизм, который производит частицы размером с песок в экваториальных широтах".

В новом исследовании ученые предполагают, каким может быть этот загадочный механизм, вдохновленные существованием ооидов - мелких, округлых осадочных зерен, встречающихся на морском дне Земли.

В отличие от большинства других форм песка (обычно образующихся в процессе разрушения в результате истирания), ооиды являются аккреционными образованиями, которые формируются из более мелких частиц путем химического осаждения в морской среде.

Согласно моделированию исследователей, подобное явление может объяснить существование органических отложений на Титане. Это позволяет частицам спекаться (уплотняться) в слитые комки, противодействуя одновременной силе истирания и поддерживая частицы в равновесном размере.

"Это легко допускает образование активных песчаных дюн в экваториальных широтах, с некоторым производством пыли, но без значительного накопления пыли из-за спекания пылевых зерен в песок с течением времени", - объясняют исследователи, отмечая, что их расчеты также объясняют существование характерных песчаниковых образований на равнинах Луны и на ее полюсах.

"На Титане - как и на Земле, и как раньше было на Марсе - мы имеем активный цикл осадконакопления, который может объяснить широтное распределение ландшафтов эпизодическим истиранием и спеканием, обусловленным сезонами на Титане", - говорит Лапотр.

Хотя команда признает, что их объяснение осадочного цикла на Титане пока является лишь гипотезой, поскольку нельзя полностью исключить и другие сценарии, они уверены, что оно соответствует тому, что мы видим на этой странно знакомой луне, которую однажды назвали "ненормальной версией Земли".

"Мы смогли разрешить парадокс, почему песчаные дюны могли существовать на Титане так долго, несмотря на то, что материалы очень слабые", - говорит Лапотр.

"Очень увлекательно думать о том, что существует альтернативный мир так далеко снаружи, где все так отличается, но в то же время так похоже".

О результатах исследования сообщается в журнале Geophysical Research Letters.