Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Titan - díl třetí (Je na Titanu oceán?)

Titan je bezesporu výjimečným měsícem. Ať už po stránce své velikosti, jakožto druhý největší měsíc Sluneční soustavy a vůbec největší měsíc své mateřské planety, ale především proto, že má atmosféru. Tím však výčet zajímavostí nekončí. Titanova atmosféra je neobvykle hustá a co víc, má velmi podivné složení. Jsou v ní totiž obsaženy organické látky od jednoduchých uhlovodíků, přes aromatické sloučeniny až k aminokyselinám a bázím nukleových kyselin. Tato směsice základních stavebních kamenů života dělá z Titanu ideální laboratoř, ve které bychom mohli nalézt odpovědi na mnohé z otázek vzniku života na Zemi. Tento seriál má za úkol shrnout naše současné poznatky o Titanu. Snad už nám koncem roku sonda Huygens s pouzdrem Cassini řeknou více…

Před tím, než kolem Titanu proletěly Voyagery, nemělo příliš smysl diskutovat o vzhledu Titanova povrchu, protože naše informace o Titanu byly velmi kusé. Počítalo se s tím, že produkty fotolytických reakcí budou pravděpodobně sedimentovat na povrch, kde by mohly některé sloučeniny existovat i v kapalném stavu. Podle těchto teorií byl povrch pokryt velkým množstvím fragmentů organických molekul. Zlom přišel až s Voyagery, které nejen že nám zpřesnily informace o složení a struktuře atmosféry, ale rovněž proměřily radiaci v okolí Saturnu, což přineslo omezení pro rychlost fotolytických reakcí v Titanově atmosféře. Nicméně i tak z údajů vyplynulo, že by v průběhu následujících 50 milionů let mělo dojít k totální degradaci stávajících zásob atmosférického metanu... Na tomto obrázku se můžete podívat na přehled typů záření, dopadajícího na Titan.

Ilustrační foto...

Řešením tohoto problému by byla existence nějakého ohromného zdroje metanu, který by nepřetržitě dopoval atmosféru. V zápětí se objevila teorie, která navrhovala existenci oceánu metanu, rozkládajícího se na Titanově povrchu. Důležitým předpokladem pro tuto variantu je teplota trojného bodu metanu. Při teplotě trojného bodu dané látky mohou vedle sebe existovat všechny tři její fáze současně. Tedy kapalina, pevná látka a plyn. Voda má trojný bod roven 0 °C, což má za následek existenci hydrologického cyklu vody v přírodě. Trojný bod metanu je za tlaku, který panuje na Titanově povrchu (160 kPa) 90,7 K. Povrchová teplota odvozená z měření Voyagerů je asi 94 K a je tedy velmi blízká trojnému bodu metanu. Lze tedy předpokládat, že pokud na Titanu existuje metanový oceán, pak i se všemi z toho plynoucími důsledky, kterými jsou metanové deště a sněžení či metanové řeky.

První práce na toto téma poukázaly na rozpor mezi teplotním profilem atmosféry a nasycením metanových par při povrchu. Znamenalo by to, že metan nebude v troposféře kondenzovat vůbec, popř. jen v některých částech a rozsáhlý oceán bychom museli vyloučit. Řešením byl model, který počítal s tím, že kromě metanu bude oceán obohacen i o některé další uhlovodíky (etan a propan) vznikající v důsledku fotolýzy. Přítomnost těchto látek by měla za následek snížení tlaku páry nad oceánem, což by znamenalo i poměrně bezproblémovou kondenzaci těchto par a tvorbu kapalné fáze. Dominantními produkty fotolýzy jsou acetylen a etan. Acetylen je při teplotě Titanova povrchu pevná látka a lze tedy očekávat jeho sněžení na povrch. Etan je za teploty povrchu kapalina, vznikající kondenzací plynného etanu už v tropopauze. Vrstva etanu vzniklá za dobu existence Titanovy atmosféry může v současnosti vytvářet na povrchu až 1 km mocnou vrstvu v podobě roztoku s metanem a dusíkem. Fyzikálně-chemické výpočty a nové modely atmosféry určily minimální teplotu povrchu na 93,1 K (za tlaku 146 kPa), odpovídající atmosféře složené z 98,4% dusíku a 1,6% metanu. Maximální teplota povrchu pak byla stanovena na 100,6 K (za tlaku 141 kPa) s atmosférou obsahující 62% dusíku, 21% metanu a 17% argonu. Na základě těchto okrajových podmínek byly navrženy dva různé typy oceánu:

Chladný oceán

Teplota tohoto oceánu by byla kolem 92,5 K. Tento oceán by byl bohatý na etan (což má za následek pokles teploty tuhnutí této směsi oproti teplotě tuhnutí čistého metanu).

Teplý oceán

Teplota oceánu by byla 101 K. Tento typ obsahuje více metanu a byl by schopen při zachování současného stavu zásobovat atmosféru metanem po dobu delší než 1 miliarda let.

Složení oceánu má vliv i na množství složitějších uhlovodíků, které by se mohly v tomto oceánu rozpustit. Současné modely ukázaly, že by poměrně brzy došlo k nasycení oceánu těmito látkami, následkem čehož by se už další uhlovodíky přestaly rozpouštět a hromadily by se na oceánském dně.

Složení oceánů:

Ilustrační foto...

Jednou z nejčastějších pevných látek na Titanově povrchu bude pravděpodobně acetylen. Ve své monomerní formě (acetylenový led tvořený jednoduchými molekulami acetylenu), je však acetylen látkou velmi nestabilní a vlivem malé dávky záření exploduje už při 77 K. Proto lze očekávat spíše výskyt polymerní formy, která je mnohem stabilnější.

Fotochemické modely, popisující fotolytické děje v Titanově atmosféře vycházejí z představy, že v oblasti Titanovy mezosféry je ultrafialové záření pohlcováno metanem, který se v této fotolytické reakci přeměňuje do podoby metylenových a metinových radikálů. Takto vzniklé radikály vzájemně reagují a tvoří etylen a acetylen. Vodík, který vzniká jako vedlejší produkt, uniká do vesmíru. Tato fotodisociace metanu je nevratná a její účinnost se pohybuje kolem 95%. Etylen vznikající v těchto reakcích se pak sám rozkládá za vzniku acetylenu, který klesá do stratosféry a katalyzuje tam další rozklad metanu. Výsledkem tohoto štěpení je převaha etanu, který je vůči fotolýze stabilní a kondenzuje v tropopauze. Poté se snáší k povrchu, kde se hromadí v podobě roztoků s metanem a dusíkem a vytváří tak již zmíněný oceán. O argumentech, které podporují teorii oceánu nebo ji naopak vyvracejí, si řekneme v některém z následujících dílů.

Nasledující díly:
Titan - díl sedmý a poslední (Kryovulkanismus a zdroje energie pro chemické reakce)
Titan - díl šestý (Oceán a jiné zdroje metanu)
Titan - díl pátý (Teorie vzniku Titanovy atmosféry)
Titan - díl čtvrtý (Proměny atmosféry v minulosti)

Předchozí díly:
Titan - díl druhý (Co nám řekly Voyagery)
Titan - díl první (historický přehled)

Jan Píšala

| Zdroj: Portály ESA a NASA, Icarus, Andrew D. Fortes (review), Planetary and space science IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Vesmírný týden 2005 / 32
Ilustrační foto...
Hubbleův nebo Hubblův?
Ilustrační foto...
Příběh nesmrtelných poutníků -- díl osmý
Ilustrační foto...
Návod na použití vesmíru VII
Ilustrační foto...
Vesmírný týden 2005 / 6
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691