토성의 가장 큰 달 타이탄은 지구를 제외하고 표면에 강, 호수, 바다 형태의 대기와 액체가 있는 것으로 알려진 유일한 장소입니다. 극도로 추운 온도 때문에 타이탄의 액체는 메탄이나 에탄과 같은 탄화수소로 만들어졌고, 표면은 고체 얼음으로 이루어져 있습니다. 마노아에 있는 하와이 대학의 행성 과학자들이 주도한 새로운 연구에서는 메탄 가스가 얼음 안에 갇혀 최대 6마일 두께의 뚜렷한 지각을 형성할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 타이탄의 메탄이 풍부한 대기.
연구 동료 Lauren Schurmeier가 이끄는 연구팀에는 UH Manoa School of Ocean and School of Ocean and School 산하 하와이 지구물리학 및 행성학 연구소(HIGP)의 박사 과정 후보자인 Gwendolyn Brouwer와 부소장 겸 연구원인 Sarah Fagents도 포함되어 있습니다. 지구 과학 기술(SOEST)은 NASA 데이터에서 타이탄의 충돌 분화구가 예상보다 수백 미터 더 얕고 이 달에서 확인된 분화구는 90개에 불과하다는 사실을 관찰했습니다.
Schurmeier는 “다른 위성을 기준으로 볼 때 표면에 더 많은 충돌 분화구가 있고 타이탄에서 관찰한 것보다 훨씬 더 깊은 충돌구가 있을 것으로 예상하기 때문에 이것은 매우 놀라운 일입니다.”라고 말했습니다. “우리는 타이탄의 독특한 뭔가가 타이탄을 더 얕아지고 상대적으로 빠르게 사라지게 만드는 것임을 깨달았습니다.”
이 미스터리 뒤에 무엇이 있을지 조사하기 위해 연구자들은 얼음 껍질이 절연성 메탄 포접 얼음층으로 덮여 있는 경우 타이탄의 지형이 충격 후 어떻게 완화되거나 반동할 수 있는지 컴퓨터 모델에서 테스트했습니다. 결정 구조 내에 갇혀 있는 메탄 가스. 타이탄 분화구의 초기 모양은 알려지지 않았기 때문에 연구자들은 비슷한 크기의 얼음 달인 가니메데에 있는 비슷한 크기의 새로 생긴 분화구를 기반으로 두 가지 그럴듯한 초기 깊이를 모델링하고 비교했습니다.
“이 모델링 접근 방식을 사용하여 우리는 메탄 포접층 지각 두께를 5~10km로 제한할 수 있었습니다. [about three to six miles] 그 두께를 사용한 시뮬레이션은 관측된 크레이터와 가장 잘 일치하는 크레이터 깊이를 생성했기 때문입니다.”라고 Schurmeier는 말했습니다. “메탄 포접 지각은 타이탄의 내부를 따뜻하게 하고 놀라울 정도로 빠른 지형학적 완화를 유발하여 크레이터가 빠른 속도로 얕아지는 결과를 낳습니다. 지구상의 따뜻한 빙하를 움직이고 있습니다.”
메탄이 풍부한 대기
메탄 얼음 껍질의 두께를 추정하는 것은 타이탄의 메탄이 풍부한 대기의 기원을 설명할 수 있고 연구자들이 타이탄의 탄소 순환, 액체 메탄 기반의 “수문학 순환” 및 기후 변화를 이해하는 데 도움이 되기 때문에 중요합니다.
Schurmeier는 “타이탄은 온실가스인 메탄이 어떻게 대기를 데우고 순환하는지 연구하는 자연 실험실입니다.”라고 말했습니다. “시베리아의 영구 동토층과 북극 해저 아래에서 발견되는 지구의 메탄 포접 수화물은 현재 메탄을 불안정하게 만들고 방출하고 있습니다. 따라서 타이탄의 교훈은 지구에서 일어나는 과정에 대한 중요한 통찰력을 제공할 수 있습니다.”
타이탄의 구조
타이탄에서 볼 수 있는 지형은 이러한 새로운 발견에 비추어 볼 때 의미가 있습니다. 그리고 메탄 포접 얼음 껍질의 두께를 제한하는 것은 타이탄의 내부가 따뜻할 가능성이 있음을 나타냅니다. 이전에 생각했던 것처럼 차갑고 단단하며 비활성 상태가 아닙니다.
Schurmeier는 “메탄 포접산염은 일반 얼음보다 더 강하고 단열성이 뛰어납니다.”라고 말했습니다. “포접 껍질은 타이탄의 내부를 단열하고 물의 얼음 껍질을 매우 따뜻하고 연하게 하며 타이탄의 얼음 껍질이 천천히 대류하고 있거나 천천히 대류하고 있음을 암시합니다.”
Schurmeier는 “만약 타이탄의 두꺼운 얼음 껍질 아래 바다에 생명체가 존재한다면 생명체의 모든 징후(바이오마커)를 타이탄의 얼음 껍질 위로 이동하여 우리가 향후 임무에서 더 쉽게 접근하거나 볼 수 있도록 해야 합니다”라고 덧붙였습니다. “타이탄의 얼음 껍질이 따뜻하고 대류하는 경우 이러한 현상이 발생할 가능성이 더 높습니다.”
2028년 7월에 발사되어 2034년에 도착할 예정인 NASA의 타이탄에 대한 드래곤플라이 임무를 통해 연구자들은 이 달을 가까이서 관찰하고 Selk라는 분화구를 포함하여 얼음 표면을 추가로 조사할 수 있는 기회를 갖게 될 것입니다.