Метан в атмосфере Титана образуется в результате нагрева сложных органических веществ.

На Титане атмосферное давление в полтора раза превышает земное, а плотность воздуха в четыре раза больше, чем на нашей планете. Это создает условия, позволяющие легко парить на крыльях над морями жидкого метана, что делает крупнейший спутник Сатурна потенциальной «заправочной станцией» для будущих исследователей Солнечной системы: это огромное месторождение углеводородов.

Планетологи продолжают исследовать происхождение этого необычного богатства. Существует гипотеза, что оно могло возникнуть в результате интенсивной кометной бомбардировки миллиарды лет назад. Действительно, в более чем десяти различных кометах уже находили либо метановый лед, либо молекулы этого вещества, «встроенные» в кристаллическую решетку минералов — так называемые клатраты. Этот сценарий выглядел бы весьма убедительным, если бы не один интересный факт: наличие газообразного метана в атмосфере Титана.

Во-первых, температура на поверхности Титана составляет около минус 180 градусов Цельсия, что соответствует температуре замерзания метана. Во-вторых, метан, который когда-то попал из космоса, довольно быстро исчез бы из атмосферы небесного тела под воздействием солнечного излучения. Наличие этого газа в настоящее время вызывает подозрения о наличии стабильного источника.

Ученые из США решили выяснить, может ли газообразный метан, а также азот, выходить из недр Титана. В недавней статье (доступна на сервере препринтов Корнеллского университета) они рассказали о своем интересном эксперименте: они использовали образцы Мурчисонского метеорита, упавшего в 1969 году в Австралии, и подвергли их предполагаемым условиям глубоких недр Титана.

Дело в том, что этот метеорит богат не только углеродом, но и сложной органикой, включая аминокислоты. Его состав даже заинтересовал искателей внеземной жизни и исследователей вопроса о происхождении жизни на Земле. В любом случае планетологи считают, что это один из «строительных кирпичей», из которых 4,6 миллиарда лет назад формировались многие миры в Солнечной системе, включая Титан.

Измельченное вещество метеорита нагревали до нескольких сотен градусов и при этом держали под давлением в тысячи атмосфер: именно так, по расчетам, происходит внутри спутника Сатурна. Оказалось, что в этих условиях из образцов успешно выделяется как метан, так и молекулярный азот. Примечательно, что если температура превышает плюс 250 по Цельсию, то в масштабах всего Титана можно получить столько метана, сколько и наблюдается в его атмосфере. Процесс также производит значительное количество азота — примерно половину от реального объема, имеющегося на Титане.

Стоит отметить любопытную версию о происхождении некоторых метановых озер спутника Сатурна: планетологи обратили внимание на их необычно крутые берега и заподозрили, что это на самом деле заполненные жидкостью взрывные кратеры: жидкий азот в коре Титана нагревался, испарялся, создавая внутреннее давление и в конечном итоге прорывался наружу.