Je Titan namydlený?

Na Saturnově měsíci Titanu jsme si museli zvyknout na všelijaké podivnosti. Moře bez jediné kapky vody, pouště při teplotách 180° pod nulou, uhlovodíkové mlhy a metanové bouře, občas nějaká ta falešná sopka. Ale kdo by si pomyslel, že se ke všem těm bizarnostem přidá ještě mýdlo?

Ne ovšem klasické mýdlo s jelenem, a už vůbec ne žádný z luxusních výrobků nabízejících svůdnou vůni čistoty a vyhlazení vrásek navrch. Titanská „mýdla“ budou zřejmě podstatně jedovatější a žíravější povahy. Začněme ale z opačného konce…

Všeobecně se předpokládá, že Titanova kůra je tvořena především ledem. Z husté atmosféry ale prší a sněží rozličné uhlovodíky, takže ten led je vidět jen málokde: na většině povrchu najdeme ohromné pouště tvořené vátými písky z uhlovodíkových zrn, a v polárních oblastech jezera a moře kapalných uhlovodíků, konkrétně směsi metanu a etanu. Jezera okrouhlých tvarů se strmými břehy opravdu nápadně připomínají jezera v pozemských krasových oblastech.

Ale tady je právě ten háček. Krasové útvary vznikají tehdy, když je horninové podloží rozpustné v působící kapalině. Na Zemi tak najdeme krasy ve vápenci, v soli, nebo dokonce v trvale zmrzlé půdě (termokras). Jenomže kapalné uhlovodíky jsou nepolárním rozpouštědlem (podobně jako třeba benzín nebo různé oleje), a jako takové mají hydrofobní vlastnosti – voda ani vodní led se v nich zkrátka nerozpouští, nebo jen v zanedbatelném množství.

Řešení jsou v podstatě tři. Tak například můžeme prohlásit, že na Titanu se o kras nejedná, ale že popsané útvary vznikly jiným způsobem. Mnohde je ale podobnost s pozemskými krasy taková, že takový výklad není příliš věrohodný. Krasovatění by šlo dobře vysvětlit v případě, že by podloží netvořil vodní led, ale nějaký rozpustnější materiál – například led čpavkový, nebo pevné organické sloučeniny, např. acetylén.

Třetí, dosud neuvažovanou alternativu prezentoval americký planetolog Ralph D. Lorenez přede dvěma dny na konferenci European Planetary Science Congress v Nantes, Francie. Upozornil na to, že ačkoli dominantními složkami titanských jezer a moří jsou metan a etan s příměsí dusíku a propanu, mohou se tam vyskytovat také mnohé další molekuly, o jejichž zastoupení víme pramálo, které ovšem mohou mít na výsledné fyzikálně-chemické vlastnosti kapaliny nepoměrně velký vliv. Některé nitrily, například acetonitril nebo kyanovodík (na Titanu jde o látky pevného skupenství) by se mohly v uhlovodících samy rozpouštět, a zároveň usnadňovat rozpouštění vodního ledu.

Je to vlastně obdoba principu, na kterém fungují mýdla, i když vlastně naruby, „po titansku“. Mýdla, saponáty a jiné detergenty či surfaktanty jsou molekuly, které mají jeden konec hydrofilní, smáčivý, díky čemuž se rozpouštějí ve vodě (polární kapalina), ale druhý konec mají hydrofobní, nesmáčivý, takže si rozumějí i s tuky a oleji, což jsou látky nepolární povahy, ve vodě nerozpustné. Molekuly detergentu se svými hydrofobními konci mohou „přilepit“ na molekuly či kapénky tuku, a navenek vystrčit své hydrofilní konce, čímž dosáhnou zdánlivě nemožného – rozpuštění nesmáčivého, mastného materiálu ve vodě. Právě díky tomu stačí jen několik kapek, a mastnota je fuč.

Na Titanu je situace opačná: nerozpustnou látkou jsou polární molekuly vody, rozumí se v pevném skupenství, a rozpouštědlem nepolární, hydrofobní uhlovodík. Funkce molekuly zprostředkující rozpouštění je ovšem v zásadě stejná.

Na ověření tato hypotéza teprve čeká. Základní princip a efektivitu různých typů surfaktantů je možné vyzkoušet laboratorními experimenty se zkapalněným metanem, etanem a vodním ledem. Konečný důkaz ale bude možno provést jedině prozkoumáním složení titanských moří specializovanou sondou.

Jedna otázka ale zůstává znepokojivě otevřená: Když temnou a mrazivou hladinu Krakenova moře či jezera Ontario rozčeří příboj či bičující proudy metanové průtrže mračen, pokryjí hladinu našlehané polštáře bílé pěny?

Odkazy:

R. D. Lorenz, J. I. Lunine, C. D. Neish: Cyanide Soap? Dissolved material in Titan’s Seas. EPSC Abstracts, Vol. 6, EPSC-DPS2011-488, 2011.

Příspěvek byl publikován v rubrice Sluneční soustava se štítky . Můžete si uložit jeho odkaz mezi své oblíbené záložky.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *