Jezera na Titanu mění svoji hloubku

Na Zemi kolísá úroveň hladiny jezer v důsledku sezónních a dlouhoperiodických klimatických změn, jako jsou například srážky, vypařování či odtok a přítok vody. Nyní astronomové vůbec poprvé získali přesvědčivé důkazy podobných změn hladiny jezer na Titanu, měsíci planety Saturn. Titan je jediným dalším místem ve Sluneční soustavě (kromě naší Země), kde existuje obdoba známého „koloběhu vody v přírodě“, jen místo vody hrají hlavní roli kapalné uhlovodíky.

Na základě zpracování dat, která během čtyř let shromáždila americká kosmická sonda Cassini, výzkumný tým, jehož vedoucími jsou postgraduální student Alexander G. Hayes, California Institute of Technology (Caltech) a Oded Aharonson, mimořádný profesor planetárních věd na Caltech, získal řadu důkazů, že hladina jezer na jižní polokouli Titanu klesala v tomto období zhruba o 1 m/rok. Toto snižování hladiny je důsledkem sezónního odpařování kapalného metanu v jezerech (ta jsou vzhledem k nízkým teplotám kolem -180 °C vyplněna převážně kapalným metanem, etanem a propanem).

„To je opravdu velmi vzrušující, neboť jsme schopni na tomto vzdáleném tělese vidět metrové změny hloubky jezera,“ říká Hayes.

Jedno z jezer pojmenované Ontario Lacus (podle pozemského jezera Lake Ontario, které má srovnatelné rozměry) je největším jezerem na jižní polokouli Titanu. Bylo prvním jezerem zkoumaným na tomto měsíci. Hayes, Aharonson a jejich spolupracovníci v článku připravovaném pro časopis Icarus uvádějí, že pobřežní linie jezera Ontario ustoupila přibližně o 10 km v období od června 2005 do července 2009, což je období na rozhraní léta a podzimu na jižní polokouli Titanu. (Jeden rok na Titanu odpovídá délce 29,5 pozemského roku.)

Jezero Ontario Lacus a další jezera na jižní polokouli Titanu byla zkoumána na základě studia snímků, pořízených aparaturou SAR (Synthetic Aperture Radar) na palubě kosmické sondy Cassini. V datech získaných prostřednictvím radaru se hladké plochy – například jezera – jeví jako černé oblasti, zatímco nerovný terén – například pásmo hor – vypadá světlý. Intenzita radarové ozvěny poskytuje informaci o složení a nerovnostech studovaného terénu. Kromě toho byl k datům z radaru SAR doplněn údaj z radarového výškoměru, který měří čas, jenž potřebuje mikrovlnný signál vyslaný ze sondy, ke svému návratu zpět na kosmickou sondu. Linie výzkumu protínala napříč jezero Ontario Lacus v prosinci 2008.

„Kombinace dat z radaru SAR a výškoměru poskytla informace o absorpčních vlastnostech tekutiny a prozradila, že se jedná o poměrně čisté uhlovodíky jako je metan a etan,“ říká Aharonson.

„Kapalina je docela průhledná pro radarové paprsky – je tedy průzračná jako kapalný zemní plyn,“ vysvětluje Hayes. Díky tomu může radar proniknout při průzkumu jezer na Titanu až do hloubky několika metrů. „Jakmile radarové paprsky dosáhnou dna, odrazí se zpět,“ říká Hayes. „Nebo, pokud je hloubka jezera větší něž několik metrů, záření je zcela pohlceno, zpět se nevrátí žádná signál a na vytvořeném snímku je černá plocha.“

Jezero Ontario Lacus je nejmělčí a nejpozvolněji se svažuje podél jižního okraje, kde je nakumulováno velké množství sedimentů. Podél východního pobřeží se jezero svažuje poněkud strměji. Sklon pobřeží je velmi příkrý podél severního okraje jezera, kde hraničí s hornatou oblastí.

„Sklon pobřeží se mění, jak je vidět, v souladu s geologickým uspořádáním prostředí kolem jezera,“ dodává Hayes.

Astronomové porovnávali snímky jednotlivých jezer, pořízených během uplynulých čtyř let a zjistili, že se jezero Ontario Lacus zmenšilo. „Plocha, o kterou jezero ustoupilo, je v souladu se strmostí svažujícího se pobřeží. To znamená, že v místech, kde je jezero mělké, jeho rozloha se zmenšuje podstatně více,“ říká Hayes. „To nám umožňuje vyvodit závěr, že výška, o kterou hladina jezera poklesla, dosahuje hodnoty zhruba 1 m za rok."

Jezera na severní polokouli Titanu – kde nyní nastává jaro – byla také několikrát zkoumána pomocí radaru, avšak doposud nebyly přesvědčivě obdobné změny zaregistrovány.

Nejnovější snímek jezera Ontario Lacus byl pořízen 12. 1. 2010. Na připojeném obrázku je sever nahoře. Svým tvarem se jezero podobá otisku lidského chodidla. Charakteristické rysy severního pobřeží představují údolí vytvořená rozvodněnými řekami a rovněž pohoří vyšší než 1 km.

Hladké, vlnami tvarované pobřeží, můžeme spatřit v severovýchodní části jezera. Hladká mělká linie paralelní se současným pobřežím mohla být průběžně formována nízkými vlnami, které pravděpodobně vznikaly působením větru od západu či jihozápadu.

Zhruba uprostřed západního pobřeží je viditelná vůbec první dobře vyvinutá říční delta, pozorovaná na Titanu. Tvar delty naznačuje, že kapalná látka proudí dolů z výše položených oblastí, kde na své cestě do jezera vytvořila četné kanály.

Jezero Ontario Lacus na Titanu má rozlohu přibližně 15 000 kilometrů čtverečních, čímž je o málo menší, než jeho pozemský jmenovec Lake Ontario na hranicích mezi USA a Kanadou – jeho rozloha je 18 960 kilometrů čtverečních.

Zdroj: http://www.physorg.com/news198386810.html a http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA13172

autor: František Martinek