الجزر السحرية على تيتان تظهر وتختفي في بحار سائلة

 

أظهرت صور رادار مركبة كاسيني التابعة لناسا البحيرات والبحار الموجودة على سطح تيتان أكبر أقمار زحل، وهي تشبه الأجسام المائية الموجودة على كوكبنا. وتتكون هذه البحار والبحيرات الموجودة في درجات الحرارة المنخفضة انخفاضاً شديداً (-١٧٩ درجة مئوية) من الهيدروكربونات والميثان السائل والإيثان.

رصدت كاسيني بالإضافة إلى ذلك مناطق مضيئة -تشبه الجزر- بدت بأنها تطفو على وجه هذه البحار ومن ثم تختفي. وأطلق العلماء عليها تسمية الجزر السحرية.

وقد أشار باحثون أميريكيون مؤخراً بأن هذه الجزر يرجح أن تكون قطع مسامية طافية (أشبه بقرص عسل) تتكون من مواد عضوية صلبة متجمدة. وقد نشروا بحثهم في مجلة جيوغرافيكال ريسيرش ليترز في ٤ شباط ٢٠٢٤.

كيف تشكلت جزر تيتان السحرية؟

لاحظت كاسيني -التي أنهت مهمتها عام ٢٠١٧- ظهور هذه المعالم الجديدة في البحر عام ٢٠١٣. وبدا بأنها سريعة الزوال، إذ تبقى بين عدة ساعات إلى عدة أسابيع قبل أن تختفي. وقد طرح العلماء نظريات عدة لتفسيرها. فهل كانت جزراً فعلية تتكون من مواد صلبة؟ أو ربما كانت ظاهرة تشبه السراب سببتها الأمواج؟

قال العلماء أنها إن كانت حقيقية، فربما تكون سوائل معلقة، أو أجساماً صلبة طافية، أو فقاعات من غاز النتروجين. فإن كانت مواد صلبة، فلا بد أنها تتبخر أو تنحل مع مرور الوقت. ومهما كانت، فإنها بدت خاصة بتيتان.

مواد عضوية طافية؟

تتساءل مؤلفة الدراسة سينتن يو من جامعة تكساس سان أنتونيو إذا كانت هذه الجزر مكونة من مواد عضوية، وتقول:

أردت أن أبحث فيما إذا كانت الجزر السحرية بالفعل مواد عضوية طافية على السطح، كالأحجار الناتجة عن اللافا البركانية التي يمكنها أن تطفو على المياه في كوكبنا قبل أن تغرق.

والفكرة كانت محتملة بما أن تيتان مغطى بالمواد العضوية. فغلافه الجوي مليء بضباب الهيدروكربون الكثيف، كما يثلج جزيئات عضوية، بالإضافة إلى أمطار الميثان.

تطفو أم تغرق؟

تتجمع الجزيئات العضوية في غلاف تيتان الجوي وتسقط إلى سطحه، أشبه بالثلج على الأرض. ولكن ماذا سيحدث لو سقطت هذه التجمعات على بحيرة أو بحر؟ فهل ستغرق أم تطفو؟ قال العلماء بأنها يمكن أن تطفو بالطبع، ولكن إذا كانت مسامية فحسب.

يقول الباحثون: وجدنا بأن الجزيئات تهبط صلبة، وبحثنا ما يحدث عندما تهبط مواد صلبة على بحيرات تيتان الهيدروكربونية. يمكنك أن تتخيل اسفنجة مليئة بالثقوب تهبط على هذه البحيرات. فإذا كانت هذه المواد الصلبة مثلها وتحوي ما بين ٢٥٪ إلى ٦٠٪ من حجمها فراغات، فيمكنها أن تطفو.

كما أراد فريق البحث أن يعرفوا إذا كانت هذه المواد الصلبة يمكن أن تذوب في السائل. ووصلوا إلى نتيجة مفادها أنها لن تذوب لأن هذه البحار والبحيرات مشبعة بمواد وجسيمات عضوية أصلاً. وبذلك فإنها تطفو ولكن ليس لفترات طويلة.

جزر تيتان السحرية يجب أن تكون مسامية

إن سوائل تيتان كما الماء لها توتر سطحي. ولكنه ضعيف، أي أن المواد الصلبة يصعب أن تطفو وإن كانت عضوية. وقد وجدت الدراسة بالفعل أن معظم المواد المتجمدة ذات كثافة كبيرة تمنعها من أن تطفو.

فكيف تشكلت هذه الجزر إذاً؟ لا بد أن تكون مسامية، أي ذات بنية تشبه قرص العسل أو الجبن السويسري. ويجب أن تكون هذه التجمعات من المواد كبيرة بما يكفي وفيها نسبة معينة من الثقوب والفجوات فيها.

وفي هذه الحال، سينساب الميثان السائل والميثان عبرها ببطئ، ونتيجة لذلك تبقى هذه الجزر معلقة في الماء فترة معينة تكفي لترصدها كاسيني.

وبالطبع لا يمكن للقطع المنفردة أن تطفو، ولكنها إذا اندمجت بمحاذاة خط الشاطئ فكبرت، يمكنها أن تطفو. وربما تتشكل الجزر نفسها بطريقة مشابهة لانفصال الكتل الجليدية في الأرض وابتعادها طافية. أي تكون هذه القطع المنفصلة والطافية على تيتان هي الجزر السحرية.

استواء سطح بحار تيتان وبحيراته

تفسر النتائج غرائب أخرى في تيتان. فلماذا تبدو أسطح بحاره وبحيراته مستوية إلى حد كبير، دون أمواج تقريباً؟ إذا وجدت طبقة رقيقة من المواد الصلبة العضوية على سطح السائل، فإن هذه الغطاء المتجمد يفسر سبب استواء سطح بحاره وبحيراته في صور الرادار.

وهناك فرضيتان تفسران استواء السطح ووجود هذه الجزر معاً وفق الدراسة: قلة الأمواج المتولدة عن الرياح يمكن أن تفسر الاستواء العام لأسطح البحيرات والبحار، بينما يمكن للأمواج العرَضية أن تؤدي إلى ظهور الجزر السحرية في صور الرادار.

كما يمكن لوجود طبقة رقيقة متجانسة من المواد العضوية أن تفسر الاستواء العام للسطح، مع وجود تجمعات كبيرة من المواد الصلبة العائمة التي يحتمل أن تظهر في الرادار بصورة الجزر السحرية.

وستبقى بحار وبحيرات تيتان أهدافاً مثيرة للرصد والاستكشاف في المستقبل. وستنطلق مركبة دراغون فلاي التابعة لناسا إليه في عام ٢٠٢٨ كما هو مخطط.

ملخص المقال

الجزر السحرية على تيتان تظهر وتختفي في بحار سائلة هيدروكربونية، فكيف تتشكل؟ ولماذا تختفي؟

تحاول دراسة جديدة الإجابة على ذلك، وتقزل
باحتمال كون هذه الجزر مسامية وأشبه بقرص العسل وأنها تتكون من مواد عضوية.

والتفسير الآخر يقول بوجود طبقة رقيقة من مواد عضوية على سطح بحار تيتان وبحيراته، وأنها تتجمع في بعض الأماكن نتيجة حركة أمواج عرضية، ويؤدي ذلك إلى ظهورها بصورة جزر على الرادار.

المصدر

هنا