طبقات
المياه الجوفية الجليدية على تيتان
3
سبتمبر
2014
كشفت بعثة وكالة ناسا ووكالة الفضاء
الأوروبية كاسيني مئات البحيرات والبحار تنتشر عبر المنطقة القطبية الشمالية لقمر
زحل تيتان. تمتلئ هذه البحيرات, ليس بالماء وانما بمواد الهيدروكربونية، وهي شكل
من المركبات العضوية الموجودة بشكل طبيعي على الأرض. أما هذه البحيرات على سطح تيتان تشمل
· غاز
الميثان. ويعتقد أنه يشكل الغالبية العظمى من السائل في بحيرات تيتان ويعبأ من هطول
الأمطار من السحب في الغلاف الجوي للقمر. ولكن كيف تنتقل السوائل ودورة من خلال
القشرة والغلاف الجوي لتيتان لا يزال ذلك مجهولا نسبياً.
فحصت دراسة حديثة
· بقيادة
اوليفييه Mousis، باحث مشارك كاسيني في جامعة فرانش كونت، فرنسا.
وتحمور البحث الجابة على السؤال التالي
كيف تتفاعل أمطار الميثان الساقطة على
سطح تيتان مع المواد المتجمدة داخل الخزانات الجوفية؟.
ووجد الباحثون أن
1.
تشكيل المواد التي
أطلق عليها أسم clathrates تُغير التركيب الكيميائي لمياه الأمطار لهذه
الهيدروكربونات "المياه الجوفية". هذه العملية تؤدي إلى تشكيل خزانات من
البروبان والإيثان التي قد تصب في بعض الأنهار والبحيرات. "
ثم أظاف الباحث اوليفية قائلاً
2.
كنا نعرف أن جزءاً
كبيراً من البحيرات على سطح تيتان ربما قد تكون مرتبطة مع الهيئات خفية من السائل تحت
قشرة تيتان، لكننا لا نعرف كيف سيكون التفاعل" قال Mousis. "الآن، لدينا فكرة
أفضل عن ما هية هذه البحيرات أو المحيطات المخفية يمكن أن يكون عليه الحال."
ولم تقتصر الدراسة على الأجابة هذا
التساؤل المطروح على طاولة بحث
Mousis وزملاؤه في جامعة كورنيل، إيثاكا، نيويورك، ومختبر الدفع النفاث التابع
لناسا في باسادينا، كاليفورنيا، بل تعداه لمعرفة هيدركربونات الميثان الجوفية (
تحت السطح) وهي ربما تكون شبية بالمياه الجوفية الأرضية, ولكنها على هيئة هيدروكوبونات.
وبنى الباحث وزملائه على هذه الفكرة لتوسيع مجريات بحثة لمعرفة كيفية حركة
الهيدروكوربونات السائلة داخل قشرة سطح تيتان وعمليىة أنتشارها، من خلال المسامية،
والقشرة الجليدية للقمر تيتان.
3.
ووجد الباحثون أنه
في أسفل الخزان الأصلي، الذي يحتوي على الميثان من مياه الأمطار، يوجد خزان ثاني يتشكل
ببطء.
4.
يتكون هذا الخزان
الثانوي من clathrates
و( Clathrates)هي
المركبات في المياه التي تشكل هيكل الكريستال مع أقفاص صغيرة من المواد الأخرى مثل الميثان والإيثان.
5.
كذلك تم العثور على Clathrates التي تحتوي على
غاز الميثان على كوكب الأرض في بعض الرواسب القطبية والمحيطات. ولكي تتشكل Clathrates
يجب أن تكون بدرجة حرارة وضغط مناسبين عندما تأتي الهيدروكربونات السائلة في اتصال
مع جليد الماء، وهو العنصر الرئيسي في قشرة القمر. هذه الطبقات مشبكة يمكن أن تظل مستقرة
عدة أميال تحت سطح تيتان.
واحدة من خصائص الغريبة ل
clathrates هو
أنها تحدث لها عمليات انقسام للجزيئات في مزيج من المراحل السائلة والصلبة، في عملية
تسمى التجزيء.
ان الخزانات الجوفية مشبكة تيتان التفاعل مع ويجزئ
الميثان السائل من البحيرة الهيدروكربونية تحت الأرض الأصلية، وتغيير ببطء تكوينها.
في نهاية المطاف سوف تحول طبقة المياه الجوفية الميثان الأصلية إلى الإيثان والبروبان
أو طبقة المياه الجوفية.
ونشرت النتائج في العدد 1 سبتمبر 2014، وطبع
في مجلة ايكاروس. وقد تم تمويل هذا البحث من قبل الفرنسيين المركز الوطني للدراسات
الفضائية وكالة ناسا
