Titan là mặt trăng khó học, nhờ vào bầu không khí vô cùng dày đặc và mờ ám. Nhưng khi các nhà thiên văn học có thể lén lút một đỉnh dưới đám mây mêtan của nó, họ đã phát hiện ra một số tính năng rất hấp dẫn. Và một số trong số đó, đủ thú vị, gợi nhớ đến các đặc điểm địa lý ở đây trên Trái đất. Chẳng hạn, Titan là cơ quan duy nhất khác trong Hệ Mặt trời được biết là có chu kỳ trao đổi chất lỏng giữa bề mặt và khí quyển.
Ví dụ, những hình ảnh trước đây do sứ mệnh của NASA Cass Cassini cung cấp cho thấy dấu hiệu của các hẻm núi dốc đứng ở vùng cực bắc dường như chứa đầy hydrocarbon lỏng, tương tự như các thung lũng sông ở đây trên Trái đất. Và nhờ dữ liệu mới thu được thông qua đo độ cao radar, những hẻm núi này đã được chứng minh là sâu hàng trăm mét và đã xác nhận các dòng sông metan lỏng chảy qua chúng.
Bằng chứng này đã được trình bày trong một nghiên cứu mới có tiêu đề hẻm núi chứa đầy chất lỏng trên Titan Titan - được xuất bản vào tháng 8 năm 2016 trên tạp chí Thư nghiên cứu địa vật lý. Sử dụng dữ liệu thu được từ máy đo độ cao radar Cassini vào tháng 5 năm 2013, họ đã quan sát các kênh trong tính năng được gọi là Vid Flumina, một mạng lưới thoát nước kết nối với biển hydrocarbon lớn thứ hai Titan Titan ở phía bắc, Ligeia Mare.
Phân tích thông tin này cho thấy các kênh trong khu vực này có độ dốc lớn và rộng khoảng 800 m (nửa dặm) và sâu từ 244 đến 579 mét (800 - 1900 feet). Tiếng vang của radar cũng cho thấy sự phản xạ bề mặt mạnh mẽ cho thấy các kênh này hiện đang chứa đầy chất lỏng. Độ cao của chất lỏng này cũng phù hợp với độ cao của Ligeia Mare (trong khoảng cách 0,7 m), trung bình sâu khoảng 50 m (164 ft).
Điều này phù hợp với niềm tin rằng các kênh sông trong khu vực chảy vào Ligeia Mare, điều này đặc biệt thú vị vì nó tương đồng với việc các hệ thống sông sâu trong hẻm núi đổ vào các hồ ở đây trên Trái đất. Và đây là một ví dụ khác về cách chu trình thủy văn dựa trên mêtan trên Titan thúc đẩy sự hình thành và tiến hóa của các tính năng mặt trăng, và theo những cách tương tự như chu kỳ nước ở đây trên Trái đất.
Alex Hayes - một giáo sư trợ lý thiên văn học tại Cornell, Giám đốc Cơ sở hình ảnh hành tinh tàu vũ trụ (SPIF) và là một trong những tác giả trên báo - đã thực hiện các nghiên cứu nghiêm ngặt về bề mặt và bầu khí quyển Titan dựa trên dữ liệu radar do Cassini cung cấp. Như ông đã được trích dẫn trong một bài báo gần đây của Cornell Chronicler:
Trái đất ấm và đá, với những dòng sông, trong khi Titan lạnh và băng giá, với những dòng sông mêtan. Nhưng điều đáng chú ý là chúng tôi tìm thấy những tính năng tương tự như vậy trên cả hai thế giới. Các hẻm núi được tìm thấy ở Titan Titan phía bắc thậm chí còn đáng ngạc nhiên hơn, vì chúng ta không biết chúng hình thành như thế nào. Chiều rộng và chiều sâu hẹp của chúng ngụ ý xói mòn nhanh chóng, khi mực nước biển tăng và giảm ở vùng biển gần đó. Điều này đưa ra một loạt các câu hỏi, chẳng hạn như tất cả các vật liệu bị xói mòn đi đâu?
Một câu hỏi hay thực sự, vì nó đưa ra một số khả năng thú vị. Về cơ bản, các đặc điểm mà Cassini quan sát được chỉ là một phần của vùng cực bắc Titan, được bao phủ bởi các khối khí metan lỏng lớn - phần lớn nhất trong số đó là Kraken Mare, Ligeia Mare và Punga Mare. Về mặt này, khu vực này tương tự như các vịnh hẹp bị xói mòn trên Trái đất.
Tuy nhiên, các điều kiện trên Titan không cho phép sự hiện diện của sông băng, quy định khả năng các dải băng rút lui có thể khắc những hẻm núi này. Vì vậy, điều này tự nhiên đặt ra câu hỏi, những lực lượng địa chất đã tạo ra khu vực này? Nhóm nghiên cứu kết luận rằng chỉ có hai khả năng - bao gồm những thay đổi về độ cao của các con sông, hoặc hoạt động kiến tạo trong khu vực.
Cuối cùng, họ ủng hộ một mô hình trong đó sự thay đổi độ cao bề mặt của chất lỏng đã thúc đẩy sự hình thành các hẻm núi - mặc dù họ thừa nhận rằng cả hai lực kiến tạo và biến thể mực nước biển đều đóng một vai trò. Như Valerio Poggiali, một thành viên của Nhóm Khoa học Cassini RADAR tại Đại học Sapienza của Rome và là tác giả chính của bài báo, nói với Tạp chí Space qua email:
Những gì các hẻm núi trên Titan thực sự có nghĩa là trong quá khứ mực nước biển thấp hơn và do đó sự xói mòn và hình thành hẻm núi có thể diễn ra. Sau đó mực nước biển đã dâng cao và lấp đầy các hẻm núi. Điều này có lẽ diễn ra trong nhiều chu kỳ, xói mòn khi mực nước biển thấp hơn, lắng đọng một số khi nó cao hơn cho đến khi chúng ta có được các hẻm núi mà chúng ta thấy ngày nay. Vì vậy, điều đó có nghĩa là mực nước biển có thể đã thay đổi trong quá khứ địa chất và các hẻm núi đang ghi lại sự thay đổi đó cho chúng ta.
Về mặt này, có nhiều ví dụ về Trái đất để lựa chọn, tất cả đều được đề cập trong nghiên cứu:
Các ví dụ điển hình bao gồm Hồ Powell, một hồ chứa trên sông Colorado được tạo ra bởi đập Glen Canyon; sông Georges ở New South Wales, Úc; và hẻm núi sông Nile, được hình thành khi biển Địa Trung Hải khô cạn trong thời kỳ Miocen muộn. Mức chất lỏng tăng trong quá khứ địa chất gần đây đã dẫn đến lũ lụt của các thung lũng này, với hình thái tương tự như quan sát tại Vid Flumina.
Hiểu được các quá trình dẫn đến các thành tạo này là rất quan trọng để hiểu được trạng thái hiện tại của địa mạo Titan. Và nghiên cứu này có ý nghĩa ở chỗ nó là người đầu tiên kết luận rằng các con sông ở vùng Vid Flumina là những hẻm núi sâu. Trong tương lai, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ kiểm tra các kênh khác về Titan được Cassini quan sát để kiểm tra lý thuyết của họ.
Một lần nữa, khám phá Hệ mặt trời của chúng tôi đã cho chúng ta thấy nó thực sự kỳ lạ và tuyệt vời như thế nào. Ngoài tất cả các thiên thể của nó có những đặc điểm riêng, chúng vẫn có nhiều điểm chung với Trái đất. Vào thời điểm nhiệm vụ Cassini hoàn thành (ngày 15 tháng 9 năm 2017), nó sẽ khảo sát 67% bề mặt của Titan bằng dụng cụ hình ảnh RADAR. Ai biết được những tính năng khác giống như Trái đất của Nhật Bản mà nó sẽ nhận thấy trước đó?
