토성의 위성 타이탄은 지구 외에 태양계에서 유일하게 활동적인 호수와 바다가 있는 천체입니다. 이 경우 액체 메탄과 에탄이 강 계곡이 교차하는 지형을 범람시키면서 형성된 것으로 생각됩니다. 이제 MIT 지질학자들은 이러한 신비한 특징이 파도에 의해 형성될 수 있다는 증거를 발견했습니다.
지금까지 과학자들은 2004년과 2017년 사이에 NASA의 카시니 우주선이 촬영한 타이탄 표면 이미지를 연구하여 파도 활동의 간접적이고 상충되는 징후를 발견했습니다. 미국 지질 조사국의 연구 지질학자이자 논문의 첫 번째 저자인 로즈 팔레르모(PhD ’22)는 “파도의 증거를 보려고 시도한 일부 사람들은 아무것도 보지 못하고 ‘이 바다는 거울처럼 매끄럽다’고 말했습니다.”라고 말합니다. 종이 작업에 대해. “다른 사람들은 액체 표면에 약간의 거칠기가 보였지만 파도가 원인인지는 확신할 수 없다고 말했습니다.”
MIT 팀은 다른 접근 방식을 취했습니다. 해안선 모양을 조사했습니다. 먼저 그들은 지구에서 호수의 해안이 침식될 수 있는 방식을 모델링했습니다. 그런 다음 그들은 모델을 사용하여 카시니의 이미지에서 해안선을 침식했을 수 있는 원인을 파악했습니다. 그들은 파도가 가장 가능성 있는 설명이라는 것을 발견했습니다.
“타이탄의 바다 중 하나의 가장자리에 서 있다면, 우리는 액체 메탄과 에탄의 파도가 해안을 핥고 폭풍우가 칠 때 해안에 부딪히는 것을 볼 수 있을 것입니다.” 지구, 대기 및 행성 과학 교수인 테일러 페론의 말입니다. “그리고 그들은 해안을 구성하는 물질을 침식할 수 있을 것입니다.”
연구자들은 해안 침식이 없는 경우, 파도에 의해 발생하는 침식, 그리고 액체가 해안 물질을 수동적으로 용해시키거나 해안이 자체 무게로 인해 점차 벗겨지는 “균일 침식”의 세 가지 시나리오에서 수백 가지의 다른 해안선 모양이 어떻게 진화하는지 시뮬레이션했습니다.
모델에서 초기 해안선(첫 번째)은 파도 침식(두 번째)과 균일한 침식(세 번째) 조건에 따라 다르게 진화합니다.
“우리는 같은 시작 해안선을 가지고 있었고, 균일한 침식과 파도 침식에서 정말 다른 최종 모양을 얻는 것을 보았습니다.” 페론이 말합니다. “모두가 침수된 강 계곡 때문에 날아다니는 스파게티 괴물처럼 보이지만, 두 가지 유형의 침식은 매우 다른 종착점을 만들어냅니다.”
연구팀은 카시니가 완전히 촬영한 네 개의 큰 바다의 해안선을 지도에 표시하고, 그 모델링을 적용하여 어떤 침식 메커니즘이 그 모양을 가장 잘 설명하는지 확인했습니다. 그들은 네 개의 해안선이 모두 파도 구동 모델에서 생성된 해안선과 비슷하다는 것을 발견했습니다. 페론은 “해안선이 침식되었다면 그 모양은 균일한 침식이나 전혀 침식이 없는 것보다 파도에 의한 침식과 더 일치한다는 것을 발견했습니다.”라고 말합니다.
연구자들은 여전히 직접 관찰을 통해 결과를 확인해야 한다고 지적하며, 타이탄의 바람이 얼마나 강해야 해안을 반복적으로 깎아낼 수 있는 파도를 일으킬 수 있는지 알아내기 위해 노력하고 있습니다. 또한 타이탄의 해안선 모양을 통해 바람이 주로 부는 방향을 알아내고자 합니다.
“타이탄은 완전히 손대지 않은 시스템의 사례를 보여줍니다.” 팔레르모가 말했습니다. “그것은 우리가 사람들의 영향 없이 해안이 어떻게 침식되는지에 대한 더 근본적인 것을 배우는 데 도움이 될 수 있으며, 아마도 그것은 미래에 지구의 해안선을 더 잘 관리하는 데 도움이 될 수 있습니다.”