Исследование, проведенное учеными из Технологического университета Джорджии, показало, что частицы углеводородной пыли, образующие дюны на поверхности спутника Сатурна Титана, заряжены статическим электричеством.
Дюны встречаются преимущественно в экваториальной области Титана. Они вытянуты под действием ветра с запада на восток параллельными рядами, порой на сотни километров. Высота их достигает 90 метров. Дюны образует не силикатный песок, как на Земле, а частицы углеводородов, выпадающие из атмосферы Титана.
Геофизик Джош Мендес Харпер, возглавлявший исследование, говорит, что при скорости ветра более 24 километров в час частицы начинают приподниматься в воздух и снова падать вниз, совершая небольшие прыжки. Подобный способ перемещения песка при сильном ветре наблюдается и в земных пустынях. Геологи называют его сальтацией. Каждый раз, приземляясь, частица выбивает одну или несколько других, поэтому сальтация развивается по принципу цепной реакции. Но в отличие от земных условий, углеводородные “песчинки” на Титане, сталкиваясь в воздухе, приобретают в процессе трения друг о друга электрический заряд. Он скрепляет частицы и делает их устойчивыми к дальнейшему движению. Заряд сохраняется несколько дней или даже месяцев.
Поэтому, по словам ученых, “замок из песка”, построенный на Титане, простоит значительно дольше, чем на Земле. Земной песок получает электрический заряд, но этот заряд слабее и он быстро рассеивается. Поэтому песочные замки на Земле удерживаются за счет воды, проникающей между песчинками.
Чтобы проверить, как ведут себя частицы дюн Титана, ученые провели эксперимент в лабораторных условиях. Они воспроизвели атмосферное давление, которое у поверхности Титана превышает земное в полтора раза, а в качестве частиц использовали гранулы нафталин (C10H8) и бифенил (C12H10), наличие которых на Титане было подтверждено предшествующими исследованиями. Гранулы были помещены в цилиндрическую емкость, вращавшуюся в течение 20 минут. После этого оказалось, что все они получили электрический заряд и распределились по стенкам цилиндра, плотно слипшись друг с другом. Когда эксперимент повторили с частицами песка и обсидиана (вулканического стекла), электризации не возникло.
Полученный результат объяснил давно интересовавший ученых вопрос, почему, хотя ветры у экватора Титана дуют преимущественно с востока на запад, образование дюн там идет, чаще всего, в противоположном направлении. Мендес Харпер говорит, что преобладающие ветры недостаточно сильны, чтобы преодолеть электростатическое притяжение между частицами и заставить их двигаться. Это могут сделать только более сильные потоки воздуха.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.
