Sciencemag.cz
Doporučujeme
Řeky tečou (tekly) kromě Země ještě minimálně na dalších dvou světech Sluneční soustavy: na Marsu a na Titanu, kde jsou tvořeny kapalným metanem. Nová technika vyvinutá geology z MITu a dalších institucí umožňuje mimozemské řeky podrobněji analyzovat. Metoda využívá satelitní pozorování k odhadu rychlosti, jakou řeky přemísťují tekutinu a sedimenty.
S použitím nové techniky vědecký tým vypočítal, jak rychlé a hluboké byly řeky v určitých oblastech na Marsu před více než 1 miliardou let. Podobné odhady provedli také pro v současnosti aktivní řeky na Titanu, přestože hustá atmosféra a vzdálenost měsíce od Země ztěžují jeho průzkum a je k dispozici mnohem méně snímků povrchu než v případě Marsu.
Studie týmu původně vznikala pro objasnění záhady spojené s řekami na Titanu. Snímky pořízené sondou Cassini totiž ukázaly, že na rozdíl od mnoha řek na Zemi chybí u ústí většiny řek na Titanu vějířovité delty. Mohlo by to být tím, že nemají dostatečný průtok nebo nepřenášejí dostatečný objem sedimentů?
Skupina navázala na starší práci spoluautora Garyho Parkera (University of Illinois, Urbana-Champaig), který v roce 2000 vypracoval sadu matematických rovnic pro popis říčního toku na Zemi. Na základě terénních údajů zjistil, že existují určité univerzální vztahy mezi fyzikálními rozměry řeky – její šířkou, hloubkou a sklonem – a rychlostí jejího toku. Sestavil rovnice, které tyto vztahy matematicky popisovaly a zohledňovaly další proměnné, jako je gravitační pole působící na řeku a velikost a hustota sedimentů, které se posouvají korytem. Obecnost těchto vztahů umožňovala rovnice uplatnit i pro zkoumání řek mimo Zemi.
Samuel Birch z MITu si uvědomil, že jakýkoli odhad průtoku řek na Marsu nebo Titanu bude musel být založen pouze na několika málo charakteristikách, které lze měřit z dálkových snímků a topografie – vlastně máme k dispozici jen údaje o šířce a sklonu řeky. Upravil nicméně Parkerovy rovnice tak, aby pracovaly pouze s těmito vstupními údaji.
Poté rovnice aplikoval na Mars, konkrétně na dávné řeky vedoucí do kráterů Gale a Jezero, o nichž se předpokládá, že před miliardami let byly naplněny vodou. Aby mohl předpovědět rychlost toku řek, dosadil do rovnic gravitaci Marsu a odhady šířky a sklonu každé řeky podle snímků a měření pořízených družicemi na oběžné dráze.
Na základě předpovědí rychlosti proudění pak tým zjistil, že řeky pravděpodobně tekly nejméně 100 000 let v kráteru Gale a nejméně 1 milion let v kráteru Jezero – dostatečně dlouho na to, aby mohly podporovat eventuální místní život. Byli také schopni porovnat své předpovědi průměrné velikosti sedimentů na dně každé řeky se skutečnými terénními měřeními zrn v blízkosti řek, která provedla vozítka NASA Curiosity a Perseverance.
Těchto několik terénních měření umožnilo výzkumníkům ověřit, že jejich rovnice aplikované na Marsu jsou přesné.
Poté se vědci soustředili na Titan. Zaměřili se na dvě místa, kde lze měřit sklon řek, včetně řeky, která se vlévá do jezera o velikosti jezera Ontario. Zdá se, že tato řeka tvoří při ústí do jezera deltu. Tato delta je však jednou z mála, které na Titanu známe – téměř každá pozorovatelná řeka ústící do jezera záhadně deltu postrádá.
Vědci použili metodu také na jednu z dalších řek bez delty. Vypočítali průtok obou řek a zjistili, že mohou být srovnatelné s některými z největších řek na Zemi, jejichž delty mají podle odhadů průtok stejně velký jako Mississippi. Obě řeky by měly přemisťovat dostatek sedimentů pro vznik delt. Většina řek na Titanu však vějířovité usazeniny postrádá. Nedostatek říčních usazenin musí tedy vysvětlovat něco jiného.
Dále autoři studie vypočítali, že řeky na Titanu by měly být širší a mít mírnější sklon než řeky se stejným průtokem na Zemi nebo na Marsu.
Birch, Samuel P. D. et al, Reconstructing river flows remotely on Earth, Titan, and Mars, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2206837120
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / Phys.org
Poznámka: Ad další tělesa s možnými řekami v minulosti: Venuše (mohla se dříve více podobat Zemi), některé měsíce obřích planet zřejmě měly kdysi kapalnou vodu i na povrchu…
