Новое исследование Титана показывает, что поверхность крупнейшего спутника Сатурна недавно могла подвергнуться изменениям. В течение многих лет толстая, состоящая в основном из метана и азота атмосфера этой луны не давала астрономам увидеть, что же скрывается под ней. В телескопы Титан выглядит как мутный шар оранжевого цвета, разительно отличаясь от других спутников Солнечной системы, поверхность которых легко видеть и которая всегда испещрена кратерами.

В 2004 году зонд Кассини, изучающий систему Титана, позволил пробиться через туманную завесу луны, впервые обеспечив ученых снимками поверхности тела. Данные радара указали на ледяные земли, изрезанные метановыми реками, в течение миллионов лет протекавшими в разных местах поверхности. Лед и метан оказались аналогами твердого камня и воды на Земле.

Хотя эти снимки уже дали немало, а именно представление о современном состоянии поверхности Титана, о его геологической истории известно очень мало. Одно из исследований в этом направлении, проведенное сотрудниками Массачусетского технологического института и Университета Теннеси, показывает, что в некоторых областях реки вызвали удивительно слабую эрозию. Для этого может быть два объяснения. Либо эрозия на Титане просто-напросто идет очень медленно, или же некоторые недавние событие стерли с лица Титана часть старых русел метановых рек.

«Поверхность, которую мы видим, должна была эродировать намного сильнее, чем мы видим, если сеть рек была активна в течение длительного времени, – говорит Тэйлор Перрон, профессор геологии Массачусетского технологического института. – Этот факт поднимает интересный вопрос – что происходило на Титане в течение последних нескольких миллиардов лет?»

По сравнению с большинством лун Солнечной системы Титан относительно гладок, его поверхность несет на себе всего несколько кратеров. Возраст луны при этом составляет около 4 миллиардов лет, типичные для объектов в Солнечной системе. Но если оценивать возраст Титана по его кратерам, как это часто делается, например, для крупных астероидов, то его возраст будет оценен в 100 миллионов – 1 миллиард лет. Причины такой нестыковки могут быть точно такими же, как на Земле.

«Мы Земле очень мало ударных кратеров, – говорит Перрон. – Люди уделяют им огромное внимание именно потому, что они так редки. Причина этого – постоянное эродирование земных континентов и покрытие кратеров слоями отложений. То же самое может происходить и на Титане». К примеру, тектоническая активность – движение плит, активные вулканы, передвигающиеся ледники и, конечно же, реки внесли огромный вклад в изменение внешнего вида Земли в течение миллиардов лет. На Титане также возможно движение тектонических плит, ледяные вулканы и нанос отложений метановыми реками.

Основная сложность заключается в выделении роли каждого из этих факторов в трансформации поверхности Титана. Снимки Кассини, сделанные с высоты, заметно превышающей птичий полет и аналогичные аэрофотосъемке с очень плохим качеством, показывают только общие очертания поверхности, без мелких деталей и информации о высоте и толщине особенностей поверхности. «Это очень интересная задача, – говорит Перрон. – Как будто мы были отброшены назад на несколько веков, до того, как появилось множество топографических карт, и были только грубые карты, показывающие примерное местоположение рек».

Команда Перрона задалась целью определить, до какой степени речная сеть могла обновить поверхность Титана. Специалисты проанализировали изображения, полученные зондом Кассини, и выделили 52 крупные речные сети в четырех различных областях Титана. Затем эти снимки были сравнены с результатами, полученными при помощи модели эволюции речных сетей, разработанной Перроном. Эта модель отражает эволюцию речных сетей во времени в зависимости от множества параметров, например от свойств грунта речного дна и от скорости и объема протекающей жидкости. Поскольку река медленно эродирует ледяную подложку, она постепенно эволюционирует из узкой, быстрой реки в богатую сеть речных рукавов. Это сравнение показало, что реки Титана похожи на земные реки, находящиеся на начальных этапах эволюции. Наблюдательные данные указывают на то, что в некоторых областях реки вызвали очень слабую эрозию, а значит, очень слабо повлияли на изменение поверхности Титана. «Таких областей больше на широких и ровных поверхностях, – говорит Бенджамин Блек, студент Перрона. – Можно увидеть полные, имеющие множество рукавов реки, так что если нам удастся собрать больше данных, то мы сможем окончательно убедиться, что в распределении речных сетей существуют региональные различия». Блек продолжил анализ, сравнивая снимки поверхности Титана с молодыми геологическими особенностями Земли – вулканические слои на островах-вулканах и недавно (в геологическом масштабе времени) покрывшиеся ледниками регионы Северной Америки. Речные сети в этих регионах оказались очень похожи на те, что видны на Титане, что уверенно говорит в пользу недавних геологических событий на луне. «Это место чрезвычайно сильно похоже на Землю, даже несмотря на необычное сочетание химического состава и температур, – говорит Перрон. – Так что относительно эрозии можно сделать несколько уверенных замечаний. Ведь физические процессы одни и те же».