Привет. Недавно один из читателей спросил меня – почему на поверхности и в атмосфере Титана, спутника Сатурна, имеется большое количество углеводородов? Вопрос, конечно, интересный. Давайте сегодня поговорим об этом.
И начну с того, что напомню своим уважаемым читателям, что углеводороды — это химические соединения, молекулы которых состоят исключительно из атомов углерода и водорода. В качестве примера можно привести метан (CH4) или пентан (C5H12).
На Земле углеводороды являются ценным ресурсом. Они используются в качестве топлива, поскольку при сжигании выделяют много энергии.
Так что же это получается? Если космонавт, который прилетит на Титан, захочет зажечь фонарь типа «летучая мышь», чиркнет спичкой, то весь спутник взорвётся и разлетится в щепки?
Мы вернёмся к этому вопросу чуть позже, прошу терпения.
На Титане очень холодно. Средняя температура атмосферы здесь составляет около -180°C. Из-за столь суровых условий атмосферные газы конденсируются, и «выпадают» в жидком виде на поверхность спутника.
В результате этого процесса Титан является единственным телом в Солнечной системе, кроме Земли, имеющими гидрологический цикл с облаками, дождями, реками, озёрами и рыбами (шутка).
Хотя в основе этого цикла лежит метан, а не вода, конечно.
На нашей планете такие углеводороды, как метан, образуются в результате разложения органики. Но если на Титане много метана, означает ли это, что на этом спутнике Сатурна есть жизнь? Ну или когда-то была?
Давайте подробнее остановимся на этом вопросе.
На Земле метан является основным компонентом природного газа. Эта смесь газов образуется, как правило, в результате разложения древних, давно умерших организмов.
Очень заманчиво думать, что метан на Титане является признаком того, что на этом спутнике есть жизнь. Однако необходимо учитывать, что существуют и другие способы производства метана, не требующие наличия живых существ.
Метан, на самом деле, является относительно распространённым в космосе газом, потому что он может образовываться в протопланетных облаках непосредственно из углерода и водорода.
Выглядит это примерно так: атомы углерода и водорода прикрепляются к пылинкам облака, и со временем из-за воздействия ультрафиолетового излучения эти атомы в конечном итоге вступают в химическую реакцию и объединяются, образуя более сложные молекулы, такие как метан или другие углеводороды.
Вероятнее всего Титан получил большую часть своего метана из того же облака газа и пыли, которое породило Сатурн, планету, вокруг которой вращается спутник. На Сатурне, кстати, тоже обнаружено колоссальное количество метана. Первичное облако, в котором образовались и планета, и её спутник, скорее всего, содержало большое количество этого газа.
Сегодня Титан постоянно теряет свой метан, потому что на большой высоте ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает молекулы метана и азота, содержащиеся в его атмосфере. В результате атомы углерода, водорода и азота рекомбинируются, порождая другие вещества и различные углеводороды, которые снова выпадают на поверхность, где они накапливаются в озёрах и морях спутника.
И здесь без конспирологии тоже не обошлось. Есть такие граждане, которые утверждает, что Титан не мог получить метан из протопланетной туманности, потому что в этом случае спутник содержал бы и другие газы, которые также присутствуют на Сатурне. Такие, например, как ксенон или криптон. Причём в аналогичной пропорции. Однако этого не наблюдается. Поэтому было высказано предположение, что метан Титана попал на спутник не во время его формирования. И что он генерируется где-то в его недрах.
Это означает, что под поверхностью Титана должны находиться гигантские количества останков живых организмов! Или даже живые существа! Быть может там живут… подземные криогенные коровы!
Это вряд ли. Потому что существуют геологические процессы, которые производят метан без необходимости привлекать к этому процессу живых существ…
Примером такого процесса является серпентинизация, при которой метан образуется в результате химических реакций, происходящих между водой и некоторыми газами и минералами. Предполагается, что под поверхностью Титана может существовать значительное количество жидкой воды, возможно, смешанной с аммиаком или другими соединениями, которые предотвращают её замерзание. Если это так, то метан мог бы вырабатываться в недрах планеты и накапливаться в воде в виде клатратов.
Но, хотя этот механизм наблюдался на Земле, и нет причин, по которым он не мог бы иметь место на Титане, производство того количества метана, которое существует на спутнике, потребовало бы серпентизации огромного объёма материала в его недрах. И на самом деле большой вопрос, может ли Титан «производить» в ходе этого процесса достаточно метана, чтобы компенсировать потери, возникающие из-за солнечной радиации.
На самом деле у учёных сегодня нет 100% уверенности, что метан Титана имеет чисто химическое происхождение.
Более того, теоретические модели предполагают, что гипотетические организмы, живущие на Титане в метановых озёрах, не производили бы метан в качестве побочного продукта своего метаболизма. Точно так же, как на Земле рыбы живут в воде, но не производят при этом ещё больше воды.
Считается, что возможная жизнь на Титане потребляла бы другие органические соединения, растворенные в метановых озёрах, такие как ацетилен, и выделяла бы водород в качестве отходов.
Титан — сложный и очень суровый мир. И геологические процессы, происходящие там, скорее всего и несут ответственность за обнаруженные аномалии. Просто их механизмы ещё не установлены.
И никаких признаков существования на Титане жизни пока не обнаружено.
Чтобы получить необходимую информацию, нам стоит дождаться отправки экспедиции на Титан. Планируется, что старт такой миссии под названием «Dragonfly» состоится в 2028 году. Прибытие в систему Сатурна – в 2034. Основной инструмент миссии - винтокрылый летательный аппарат, который должен будет проработать на Титане 2,5 года.
И возвращаясь к вопросу, который был озвучен в начале статье – что будет, если чиркнуть спичкой на Титане? Взорвётся ли спутник?
Конечно же нет. Потому что атмосфера Титана состоит из азота (98,4%) и метана (1,4%), со следами водорода и других углеводородов. В ней нет кислорода. А поскольку кислорода нет, реакция горения невозможна. И спичка даже не зажжётся.
Так что нет, Титан не загорелся бы, если бы кто-то чиркнул спичкой на его поверхности.
Всем добра.
Подарки на Новый год здесь!
Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543
Читайте ещё:
