Спутник Сатурна Титан - далекий двойник Земли
Наверное, каждый из вас, дорогие читатели, слышал в детстве историю о стране, где текут молочные реки с кисельными берегами. И воспринимал ее не иначе как сказку. О том, что такая страна может существовать в действительности, не могло быть и речи. Но летом 2004 года наши представления обо всем этом изменились. Страна, чем-то похожая на описанную в сказке, была открыта. Путь до нее неблизкий - семь долгих лет полета в космическом пространстве. Имя этой страны Титан - самый большой спутник Сатурна и второй по величине спутник в Солнечной системе (после спутника Юпитера Ганимеда, который больше Титана всего на 112 км). На нем есть моря, озера и реки из органического вещества (ну чем не молочные реки?), и протекают они среди органического ила (чем вам не кисельные берега?) и органического тумана. Это вещество состоит из метана и этана. На Земле оно является топливом и сырьем для получения разных соединений. И, как считают ученые, на раннем этапе развития Земли вместе с азотом, которого на Титане также очень много, служило материалом, из которого образовалась жизнь. Но обо всем по порядку…
Титан в Солнечной системе
Титан находится на расстоянии 1 млрд. 427 млн. км от Солнца - в 9,5 раз дальше, чем Земля, и 1 млн. 222 тыс. км от Сатурна. Его диаметр составляет 5 150 км (диаметр Марса - 6 780 км); еще около 400 км приходится на атмосферу. Плотность Титана - около 1,9 г/кв.см, а его масса в 45 раз меньше массы Земли***. Атмосферное давление на поверхности планеты в 1,6 раза больше земного и составляет около 1,6 бар. Атмосфера Титана состоит из азота, метана, аммиака и небольших количества этана, водяного льда и, возможно, аргона. 
Титан обращается вокруг Сатурна примерно за 16 дней, причем период его вращения совпадает с периодом вращения Сатурна. То есть он всегда повернут к Сатурну одной и той же стороной.
Титан является одним из трех тел в Солнечной системе (Венера, Земля и Титан), которые имеют плотную атмосферу.
Изучение Титана
До недавнего времени сведения о Титане были крайне скудными. Они базировались на результатах наблюдений с космического телескопа НАСА "Хаббл" и американского космического корабля "Вояджер", который в 1980 году пролетел на расстоянии 7 000 км от этого спутника Сатурна. На основании этих наблюдений было сделано предположение о существовании на стороне Титана, противоположной Сатурну, большого "светлого континента", который был назван Ксанаду. Ни о каких других подробностях его рельефа не говорилось, так как радары не проникли за пределы толстого облачного слоя планеты.
Новым этапом в изучении Титана стало лето 2004 года, когда международная автоматическая межпланетная станция (АМС) "Кассини", после 7 лет полета с Земли , вышла на орбиту Сатурна***. С октября 2004-го по август 2008 года она более 30 раз приближалась к Титану на расстояние от 2 000 до 950 км и с помощью мощного радара и камеры с инфракрасным фильтром провела дистанционное изучение его атмосферы и съемку поверхности. Исследователями были получены многочисленные черно-белые изображения поверхности Титана, которые подтвердили наличие на нем "светлых" континентальных областей с холмами, горными цепями, равнинами, линейно вытянутыми впадинами и метеоритными кратерами, и темных областей - морей и озер. 
Другим важным открытием, сделанным учеными с помощью "Кассини", было обнаружение перемеща-ющихся облаков в атмосфере Титана - циркуляции его атмосферы, а также постоянно происходящих разрядов молний. Иными словами, было установлено, что на Титане, как и на Земле, не только существует погода, но и происходит смена погодных условий, возможно, даже времен года.
Кульминационным моментом в изучении Титана был спуск на его поверхность космического зонда Европейского космического сообщества ЕСА "Гюйгенс", названного в честь астронома, открывшего Титан. Ожидаемое астрономами всего мира событие произошло 14 января 2005 года.
Зонд вошел в атмосферу Титана, на высоте 152 км раскрыл свой парашют и спускался в течение 2 часов 32 минут. Вначале, до высоты 30 км, он проходил сквозь густую оранжевую дымку стратосферы и тропосферы при порывах ветра до 400 км/ч. Установленные на нем приборы зафиксировали однородную смесь азота и метана в стратосфере и постепенное увеличение количества метана в тропосфере при приближении к поверхности. На высоте 30 км от поверхности планеты густая пелена рассеялась. "Гюйгенс" плавно дрейфовал по ветру, скорость которого была 6-7 км/ч, одновременно спускаясь и 
медленно вращаясь. На высоте 20 км от поверхности он прошел сквозь слой облаков, состоящих из метана, а вблизи поверхности - через туман, представленный метаном и этаном. Затем зонд упал на поверхность, напоминающую мокрый песок или глину с тонкой твердой коркой из смеси грязного водяного и гидрокарбонатного льда, и передавал на Землю сигналы (через АМС "Кассини") еще 1 час 12 минут. Во время спуска, а также находясь на поверхности планеты, Гюйгенс фотографировал поверхность Титана. В результате на Землю было передано более 350 черно-белых изображений с разрешением 20-40 м/пиксель, снятых на высотах от 30 до 0 км.
Лучше один раз увидеть,
или Что можно различить на фотографиях Титана?
На фотографиях поверхности Титана, полученных Гюйгенсом, хорошо видна континентальная область, состоящая из горных хребтов, равнин и впадин, а также море или океан.
Они разделены хорошо различимой береговой линией (точно такой же, как на Черном, Охотском, Беринговом и других морях). Горные хребты сильно эродированы и так же, как и на Земле, с обеих сторон осложнены многочисленными распадками, лощинами и долинами.
И это еще не все! Многие распадки дают начало рекам - таким же, как и на Земле. Реки текут в сторону моря или океана и впадают в него. По пути они принимают многочисленные притоки. Длина некоторых рек достигает 1 500 км. Другими словами, то, что представлено на фотографиях поверхности Титана, полученных Гюйгенсом, может с равным успехом характеризовать многие области Земли.
"Мир, похожий на Землю!" - таковы были первые возгласы ученых из НАСА и ЭСА, когда они 
первыми наблюдали передаваемые автоматической межпланетной станцией изображения.
В течение 2005-2008 гг. "Кассини" еще около 30 раз пролетела мимо Титана на близком расстоянии и передала на Землю большое количество фотографий, сняв в общей сложности более 20 % его поверхности.
Представленные на них изображения подтвердили большое сходство Титана с Землей и дали наглядное представление о распределении на нем континентальных областей, горных хребтов, морей, озер, рек и других элементов рельефа. Если до 2004 года ученые предполагали существование на Титане только одного континента - Ксанаду и одного морского бассейна
- Шангри-Ла, то сейчас на нем выделены другие обширные континентальные области - Дилмун (на стороне Титана, противоположной Сатурну), Тсегихи (на стороне Титана, обращенной к Сатурну) и обширные моря сложной конфигурации Фенсал и Ацтлан с большим островом Куивира (на стороне Титана, обращенной к Сатурну), Сенкио, Белет и Чинг-Ту, разделенные полуостровом Адири (на стороне Титана, противоположной Сатурну).
Континетальные области и морские бассейны на Титане (НАСА-ЕСА)
Площадь каждого из морей превышает 100 000 кв.км (для сравнения, площадь Каспийского моря - 371 000 кв.км, Белого моря - 90 000 кв.км, а Азовского - 32 000 кв.км). Внутри морей довольно много холмистых и гористых островов, некоторые из них превышают по размеру острова Северной Земли и остров Врангеля.
На Титане, и особенно в его северной и южной приполярных областях, установлено более 400 озер разного размера. Если площадь одних озер превышают 26 000 кв.км и они составляют около 70 % жидкой поверхности Титана, то другие - совсем маленькие. Одни озера дают начало рекам, другие - служат устьями рек. 
Вдоль экватора тянется обширная область дюн, которые, как предполагают, состоят из мелких частиц водяного и гидрокарбонатного льда, вероятно, около 250 микрон в диаметре, и образовались под действием господствующих ветров, дующих с запада.
Довольно широко распространенными элементами рельефа в континентальных областях Титана являются линейные горные хребты и впадины протяженностью более 150 км и шириной более 30 км, обширные участки, похожие на сильно расчлененные плоскогорья и плато на Земле, вмещающие озера равнины, а также речные долины разнообразной конфигурации длиной более 200 км, шириной до 5 км и глубиной до 200 метров.
Странный холодный мир, удивительно похожий на Землю
Но действительно ли увиденный мир похож на Землю? Титан находится почти в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля, и получает от него в 90 раз меньше солнечной радиации. Кроме того, его атмосфера пропускает не больше 10 % солнечных лучей, освещенность его поверхности близка к освещенности земли в 
сумерки. Согласно результатам измерения температуры темпера-турными сенсорами Гюйгенса (TEM HASI) на поверхности Титана свирепствует лютый мороз -179°С.
Значит, Титан не простой двойник Земли. Это "царство холода с земным обличьем". Что же тогда представляет собой жидкость в реках, морях и океанах? И какой состав у дождей и подземных источников, питающих эти реки?
Начнем с дождей. Как было установлено, облака на Титане состоят из органических соединений - гидрокарбонатов, представленных в основном метаном и, в меньшем количестве, этаном. В незначительных количествах присутствуют пропан, аммиак*** , ацетилен, а также водяной лед. Облака являются источниками метановых и этановых дождей***. Наибольшее количество облаков сосредоточено в северной и южной полярных областях Титана. На севере это вообще зона сплошной облачности, которая накрывает Титан "одеялом" до 62°c.ш.
Кроме того, учеными были получены доказательства существования "подземных" резервуаров метана, этана и пропана, которые находят выход на поверхности в виде гейзеров и питают реки. Реки и моря на Титане тоже состоят из 
метана и этана.
Таким образом, на Титане постоянно происходит круговорот веществ: извержение газа и жидкости из недр, выпадение осадков в виде дождей или снега, осаждение вещества и испарение. Этот процесс аналогичен тому, который имеет место на Земле, только на нашей планете в круговорот вовлечена вода, а на Титане - углеводороды. Правда, на Титане тоже обнаружена вода, причем в больших количествах - в виде отложений водяного льда и потоков так называемого "криовулканического"*** перегретого льда или смеси жидкой воды и аммиака. По предположению ученых из университета Аризоны и Нантского университета, под поверхностью Титана может находиться океан жидкой воды с растворенным в ней аммиаком.
Еще одной особенностью поверхности Титана, сближающей его с Землей, являются протяженные линии и линейные зоны, разграничивающие участки с разным типом рельефа, которые нередко пересекаются друг с другом.
По мнению специалистов, они представляют собой разломы в коре этой планеты, которая состоит из смеси водяного и гидрокарбонатного льда. Кроме того, на поверхности Титана обнаружена структура, очень похожая на вулкан диаметром 30 км со стекающими с него потоками лавы - льда или смеси жидкой воды и аммиака, вулканическая кальдера диаметром 180 км, вулканические кальдеры диаметром 20-30 км и лавовые потоки из льда или смеси жидкой воды и аммиака длиной свыше 200 км.
Таким образом, Титан - это активная во всех отношениях планета, которая характеризуется:
- циркуляцией атмосферы, проявленной в образовании и переносе облаков, выпадении осадков (дождей и, возможно, снега) и смене погоды;
- эндогенной (глубинной) деятельностью, проявленной в образовании разломов и криолитовом вулканизме,
- экзогенной (поверхностной) активностью, проявленной в выветривании горных пород и отложении осадков.
В настоящее время три перечисленных типа активности одновременно отмечены только на Земле и Титане.
Как и на других планетах Солнечной системы, на Титане обнаружено несколько (достоверно два - Кса и Синлап) метеоритных кратеров диаметром от 40 до 80 км и одна гигантская кольцевая структура диаметром около 450 км, названная цирком Максимумом или Мернвой. Она, по-видимому, является древним метеоритным кратером - ограниченным кольцеобразными горными хребтами водным бассейном, который был образован при столкновении с Титаном астероида или кометы размером в десятки километров. Небольшое количество встреченных на поверхности Титана метеоритных кратеров свидетельствует о молодом возрасте его поверхности, которая продолжает формироваться в настоящее время.
Обитаем ли Титан?
На первый взгляд может показаться, что господствующие на поверхности Титана температуры под -180°С не позволяют даже думать о жизни на этой планете. Но это на взгляд землян, привыкших жить в более комфортных, с их точки зрения, условиях. "Нет, в таком холоде жизнь невозможна", - наверное, сказало бы 99,9% из нас.
Но так ли это? Ведь в природе не бывает ничего случайного. В любом пригодном для жизни мире дожди, скорее всего, должны орошать землю и наполнять реки; реки, озера и моря - служить источником жидкости и местом обитания организмов, ведущих морской образ жизни. Равнины и горы должны быть местом обитания различных сухопутных организмов.
Известно, что все живые существа на Земле в основном состоят из воды. Содержание воды в разных организмах колеблется в пределах 50-75 % (наземные растения), 60-65 %(наземные позвоночные животные), 80-99 % (рыбы и морские животные и растения). А что если обитатели Титана, если они, конечно, существуют, тоже на 50 или 99 % состоят из жидкого метана или этана, а на оставшиеся 50 или 1 % из какого-то материала, способного выдерживать столь низкие температуры? Имеют ли они в этом случае твердый скелет, например из кремния, или это гелеобразные существа, подобные медузам (кстати, медузы на Земле используют азот в качестве пищи), неизвестно. Как бы то ни было, органического вещества для построения организмов и пищи для них на Титане более чем достаточно. Значит, предпосылки для развития жизни существуют. Ну а сама жизнь?..
Ясно одно: если жизнь на Титане и существует, то это, несомненно, другая жизнь, с которой будет трудно вступить в контакт.
Выражаю искреннюю благодарность НАСА (NASA) и ЕСА (ECA) за предоставленную возможность использовать фотографии
Гипотеза о возможности существования жизни на Титане находит подтверждение в работах многих ученых. Кристофер Маккей из Эймсовского исследовательского центра НАСА, Хезер Смита из Международного космического университета в Страсбурге, Дирк Шульце-Макуха из Вашингтонского государственного университета, Дэвид Гринспуна из Дэнверского музея природы и некоторые другие исследователи считают, что столь большое содержание метана в атмосфере Титана не случайно. В самом деле, достигающие поверхность планеты солнечные лучи должны разрушать молекулы метана, и без постоянного его пополнения весь имеющийся на Титане атмосферный метан должен был бы разрушиться за 10-20 млн. лет. Предполагаемыми источниками этого газа могут быть происходящая на Титане вулканическая деятельность и существующая там жизнь. Возможность существования жизни на Титане как будто бы подтверждается уменьшением содержания водорода в нижней части его атмосферы. По мнению Кристофера Маккея, это происходит из-за того, что его потребляют живые организмы.
Почти через 5 лет после написания этой статьи были получены новые данные, которые убедительно доказывают существование жизни на Титане. Читайте об этом в новостях
Читайте также мою новую работу "Жизнь на Титане. Какая она?"
Приглашаю всех желающих для дальнейшего обсуждения данного материала на страницах ФОРУМА
© А.В. Колтыпин, 2009
Я, автор этой работы А.В. Колтыпин, разрешаю использовать ее для любых незапрещенных действующим законодательством целей при условии указания моего авторства и гиперссылки на сайт http://dopotopa.com или http://earthbeforeflood.com
Раздел "Планеты, катастрофы и жизнь"
Читайте мои работы "Марс до и после катастрофы. Размышления о жизни на Красной планете", "Как погиб Фаэтон?", "Фаэтон, Марс, Земля - следующая Венера!", "Земля в раннем палеогене и планета Уран - близнецы, братья!? К каким неожиданным выводам можно прийти на стыке астрономии, геологии и фольклора"