타이탄의 새로운 단서들 - 지구매장량의 40배 이상에 달하는 원유 추정량.

 

 

NASA의 카시니호가  토성의 위성인 타이탄과, 특별히 이 위성의 탄화수소 호수와 바다에 대한 핵심적인 단서를 과학자들에게 제공해 주었다.

타이탄은 태양계에서 가장 지구와 유사한 천체중 하나이며 지구를 제외하고 그 표면에 액체를 유지하고 있는 유일한 천체이다.

 

카시니호가 최근 타이탄을 근접통과하면서 타이탄의 북반구 지역에 대한 고해상도의 사진들을 보내왔는데 이곳은 바다와 호수들로 뒤덮혀 반짝이고 있었다.

과학자들은 카시니호의 레이다 장비와 함께 작업을 진행하여 이 지역에 대해 가장 세밀하게 촬영된 모자이크 사진을 만들어냈다.

이 사진에는 모든 바다와 대부분의 주요 호수들이 담겨 있다.

 

몇몇 근접 비행은 이전에 이미 관측한 지역을 다른 각도로 바라볼 수 있게 해 주기 때문에 과학자들은 타이탄에서 가장 큰, 그리고 두 번째로 큰 바다인 크라켄의 바다(Kraken Mare) 및  리지아의 바다(Ligeia Mare)와 그 주변의 몇몇 호수들에 대한 공중 촬영 사진을 만들 수 있었다.

 

NASA 제트 추진 연구소 활동 레이다 팀의 리더인 스티브 월(Steve Wall)의 설명은 다음과 같다.
"호수나 바다와 같은 지표 구조들에 대한 지식은 타이탄의 액체와 고체 그리고 가스들이 얼마나 지구처럼 서로 상호관계를 맺고 있는지를 이해하는데 도움을 줍니다. 

지구와 타이탄은 다른 환경을 가지고 있음에도 우리가 새로운 광경을 볼 때마다 이곳에 지구와 같은 프로세스들이 진행되고 있다는 것을 보여주고 있습니다."

 

이번 새로운 사진들은 크라켄의 바다가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 방대하고 복잡하다는 것을 보여주었다.

또한 이번 사진들은 타이탄의 거의 모든 호수들이 가로 900 킬로, 세로 1800킬로미터의 지역들에 존재하고 있다는 것 역시 보여주었다.

이 지역을 벗어나서 존재하는 액체는 고작 3퍼센트밖에 되지 않는다.

 

미국 국립지질조사국, 카시니 레이터 팀의 팀원인 랜돌프 커크(Randolph Kirk)의 설명은 다음과 같다.
"과학자들은 왜 타이탄의 호수들이 이처럼 특정지역에 몰려있는지를 궁금해 해왔습니다.
이번 사진들은 이 지역의 기반과 지질학적 성격들이 이처럼 특정 구획 안에 호수들이 몰릴만큼 특별한 환경을 가지고 있다는 것으로 보여주고 있습니다.
우리는 이것이 캘리포니아 네바다의 타호 호수(Lake Tahoe) 근처에 있는 라혼탄 호(Lake Lahontan)라 불리는 선사시대 호수의 형성과정과 같았을 것으로 생각하고 있습니다.

이곳은 지질학적 변형에 의해 생성된 지각의 균열부에 액체가 들어차면서 호수가 형성된 예죠."
 
이전에 화성 탐사시 적용된 창조적인 측정 기법을 활용하여 리지아의 바다 수심이 170미터 정도라는 것 역시 밝혀졌다.

이것은 과학자들이 타이탄의 호수나 바다의 바닥을 측정할 수 있음 보여준 최초의 사례이다.

 

이번 측정은 부분적으로는 타이탄의 액체가 매우 순도가 높다는 것이 판명되었기 때문에 가능했던 것이다.
순도가 높기 때문에 레이더 신호가 쉽게 통과할 수 있었던 것이다.

이 액체 표면은 자동차 페인트처럼 부드러운 재질을 가졌을 것이고 따라서 레이더 파의 입장에서는 매우 투명해 보였을 것이다.

이번 새로운 연구 결과는 이 액체들의 대부분이 메탄이며 이는 지구에서 액화 천연가스와 유사할 것으로 보인다.

 

카시니 레이더 팀의 산학협동기관인 로마 사피엔자 대학의 마르코 마스트로쥐세페(Marco Mastrogiuseppe)의 설명은 다음과 같다.
"리지아 바다의 경우 레이다 신호가 그 바닥에 닿고 돌아온 것을 측정하여 정확한 깊이가 측정되었습니다.
레이더 신호가 다시 돌아올 것이라고 우리는 상상도 못했었죠.
이번 측정치는  리지아의 바다에 미시간 호의 평균 깊이보다 훨씬 깊은 곳이 최소한 한 군데는 존재하는 것을 알려주고 있습니다."

 

카시니 과학자들은 지금 타이탄에 존재하는 액체의 총량을 측정할 수 있다.

마스트로쥐세페의 연구를 근거로 코넬 대학의 알렉산더 헤이스(Alexander Hayes)가 수행한 계산에 의하면 액체탄화수소의 양은 9천 세제곱 킬로미터라는 것이 계산되는데 이는 지금까지 판명된 지구의 원유량의 40배 이상에 달하는 수치이다. 

 

토성계의 북반구가 여름에 가까와질수록 카시니 임무에 참여하고 있는 과학자들은 타이탄 북반구의 날씨에 대해 최고로 흥미로운 시간을 보낼 수 있기를 기대하고 있다.

카시니-하위헌스 호 임무는 NASA와 유럽우주국, 그리고 이탈리아 우주국의 합동 프로젝트이다.

 

출처 : NASA Solar System Exploration 2013년 12월 12일 News Release
        http://solarsystem.nasa.gov/news/display.cfm?News_ID=45831

 

참고 : 타이탄을 비롯한 토성과 토성의 여러 달에 대한 다양한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.   
           https://big-crunch.tistory.com/12346948

 

원문>

NASA's Cassini Spacecraft Reveals Clues About Saturn's Moon Titan

12 Dec 2013

 

(Source: NASA JPL)

NASA's Cassini spacecraft is providing scientists with key clues about Saturn's moon Titan, and in particular, its hydrocarbon lakes and seas.

Titan is one of the most Earth-like places in the solar system, and the only place other than our planet that has stable liquid on its surface.

Cassini's recent close flybys are bringing into sharper focus a region in Titan's northern hemisphere that sparkles with almost all of the moon's seas and lakes. Scientists working with the spacecraft's radar instrument have put together the most detailed multi-image mosaic of that region to date. The image includes all the seas and most of the major lakes. Some of the flybys tracked over areas that previously were seen at a different angle, so researchers have been able to create a flyover of the area around Titan's largest and second largest seas, known as Kraken Mare and Ligeia Mare, respectively, and some of the nearby lakes.

"Learning about surface features like lakes and seas helps us to understand how Titan's liquids, solids and gases interact to make it so Earth-like," said Steve Wall, acting radar team lead at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif. "While these two worlds aren't exactly the same, it shows us more and more Earth-like processes as we get new views."

These new images show Kraken Mare is more extensive and complex than previously thought. They also show nearly all of the lakes on Titan fall into an area covering about 600 miles by 1,100 miles (900 kilometers by 1,800 kilometers). only 3 percent of the liquid at Titan falls outside of this area.

"Scientists have been wondering why Titan's lakes are where they are. These images show us that the bedrock and geology must be creating a particularly inviting environment for lakes in this box," said Randolph Kirk, a Cassini radar team member at the U.S. Geological Survey in Flagstaff, Ariz. "We think it may be something like the formation of the prehistoric lake called Lake Lahontan near Lake Tahoe in Nevada and California, where deformation of the crust created fissures that could be filled up with liquid."

A creative application of a method previously used to analyze data at Mars also revealed that Ligeia Mare is about 560 feet (170 meters) deep. This is the first time scientists have been able to plumb the bottom of a lake or sea on Titan. This was possible partly because the liquid turned out to be very pure, allowing the radar signal to pass through it easily. The liquid surface may be as smooth as the paint on our cars, and it is very clear to radar eyes.

The new results indicate the liquid is mostly methane, somewhat similar to a liquid form of natural gas on Earth.

"Ligeia Mare turned out to be just the right depth for radar to detect a signal back from the sea floor, which is a signal we didn't think we'd be able to get," said Marco Mastrogiuseppe, a Cassini radar team associate at Sapienza University of Rome. "The measurement we made shows Ligeia to be deeper in at least one place than the average depth of Lake Michigan."

One implication is that Cassini scientists now can estimate the total volume of the liquids on Titan. Based on Mastrogiuseppe's work, calculations made by Alexander Hayes, of Cornell University in Ithaca, N.Y., show there are about 2,000 cubic miles (9,000 cubic kilometers) of liquid hydrocarbon, about 40 times more than in all the proven oil reservoirs on Earth.

As Cassini gets closer to northern summer in the Saturn system, mission scientists look forward to potentially the most exciting time for weather at Titan's northern hemisphere.

The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, the European Space Agency, and the Italian Space Agency. JPL, a division of the California Institute of Technology in Pasadena, manages the mission for NASA's Science Mission Directorate in Washington. JPL designed, developed and assembled the Cassini orbiter. JPL and the Italian Space Agency, working with team members from the US and several European countries, built the radar instrument.

For more information about Cassini and its mission, visit: http://www.nasa.gov/cassini and http://saturn.jpl.nasa.gov .