На Титане есть берега, реки, дождь и моря — но привычной воды на поверхности почти нет. В волнах плещутся жидкие метан и этан при температуре около минус 180 градусов. Если вообразить невероятное купание, удержала бы такая жидкость человека на плаву?
2. Земной круговорот с другой жидкостью
Титан — крупнейший спутник Сатурна и единственная луна с плотной атмосферой. Давление у поверхности примерно в полтора раза выше земного, а воздух состоит в основном из азота. Холод превращает метан, который на Земле знаком нам как газ, в жидкость.
Солнечный свет испаряет метан с поверхности, он образует облака и выпадает дождём. Потоки прорезают русла и наполняют озёра, после чего цикл повторяется. По форме ландшафта это удивительно напоминает Землю, хотя роль воды играет смесь лёгких углеводородов.
Большинство крупных водоёмов сосредоточено у северного полюса. Крупнейший, Kraken Mare, по площади сопоставим с земными морями и состоит главным образом из жидкого метана с примесью этана и растворённого азота. Рядом лежат Ligeia Mare и Punga Mare, а вокруг разбросаны меньшие озёра.
3. Насколько глубоки чужие моря
Плотная оранжевая дымка не позволяла Cassini просто сфотографировать поверхность в обычном свете. Поэтому аппарат использовал радар: радиоволны проходили сквозь атмосферу, отражались от суши, поверхности жидкости и иногда от дна. По задержке и силе сигнала учёные оценивали рельеф и глубину.
У восточного берега Kraken Mare радар во время пролёта 2014 года зарегистрировал глубины примерно от 20 до 35 метров. В центральных областях отражение от дна могло не вернуться, поэтому там море, вероятно, значительно глубже. Для других морей оценки также указывают на десятки и, возможно, сотни метров.
Поверхность многих озёр оказалась очень гладкой во время наблюдений. Но это не означает вечный штиль. Cassini видел изменчивые яркие участки — возможные волны, пузырьки или плавающие образования. Точный механизм некоторых «волшебных островов» Титана всё ещё обсуждается.
4. Можно ли там удержаться на плаву?
Плавучесть определяется законом Архимеда: жидкость выталкивает тело с силой, равной весу вытесненной жидкости. Плотность жидкого метана при условиях Титана примерно вдвое меньше плотности воды. Средняя плотность человеческого тела близка к плотности воды, поэтому без специального снаряжения человек в метановом море погружался бы легче, чем в земном.
Иными словами, привычно лечь на спину и спокойно держаться у поверхности не получилось бы. Даже в герметичном костюме всё зависело бы от его объёма, массы и количества газа внутри. Широкий лёгкий скафандр мог бы работать как поплавок, а тяжёлая компактная система потянула бы вниз.
Но утопление — далеко не первая опасность. Без защиты человек мгновенно столкнулся бы с криогенным холодом, непригодной для дыхания атмосферой и отсутствием кислорода. Метан также горюч, но на поверхности Титана почти нет свободного кислорода, поэтому море не вспыхнет от случайной искры, как иногда показывают в фантастике.
5. Что говорит наука
Данные миссии Cassini-Huygens подтвердили существование на Титане стабильных поверхностных водоёмов из метана и этана. NASA называет Титан единственным известным, кроме Земли, миром с устойчивыми реками, озёрами и морями на поверхности. Состав и глубину определяли по радиолокационным и инфракрасным измерениям, а условия у поверхности непосредственно измерил зонд Huygens.
Подтверждено, что Kraken Mare — крупнейшее известное море Титана, а некоторые прибрежные участки имеют глубину в десятки метров. Вероятная глубина внутренних областей больше, но полную карту дна Cassini не построил. Состав также неодинаков: северные моря богаты метаном, тогда как южное Ontario Lacus содержит заметно больше этана.
Вывод о том, что незащищённое человеческое тело будет плавать плохо, следует из измеренной и рассчитанной плотности жидких углеводородов. Это физическая экстраполяция, а не результат эксперимента, который по понятным причинам никто не проводил. Форма скафандра способна полностью изменить ответ.
Гипотезой остаётся возможная экзотическая жизнь в углеводородной жидкости. Некоторые химические модели допускают необычные мембраны и реакции без воды, однако прямых признаков организмов в морях Титана нет. Более знакомая нам среда может находиться гораздо глубже: гравитационные данные указывают на внутренний океан воды с солями и аммиаком под ледяной корой.
6. И всё-таки можно ли утонуть?
Да, в физическом смысле утонуть в метановом море можно, причём удержаться на поверхности было бы труднее, чем в воде: жидкость заметно менее плотная. Однако реальному исследователю понадобился бы герметичный теплоизолированный аппарат, и его плавучесть инженеры рассчитали бы заранее.
Главное чудо Титана не в опасном купании, а в том, что природа построила второй круговорот жидкостей по земному плану, заменив воду природным газом. Предложите в комментариях, какое средство передвижения по Титану вы бы выбрали: лодку, подлодку или летающий аппарат?
