در حالی که دانشمندان شواهدی از رودخانه‌ها در جهان‌های دیگر در منظومه شمسی را در گذشته مشاهده کرده‌اند، تا به حال برای مطالعه دقیق و عمیق آنها تلاش زیادی کرده‌اند.

با این حال، زمین شناسان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) اخیراً تکنیک جدیدی را توسعه داده‌اند که راه را برای دانشمندان برای اندازه‌گیری شدت جریان رودخانه در سایر سیارات، سیارات فراخورشیدی و قمرها هموار می‌کند.

آنها می‌گویند که این روش جدید از مشاهدات ماهواره‌ای برای تخمین سرعت حرکت رودخانه‌ها و رسوبات به پایین دست استفاده می‌کند.

پژوهشگران از داده‌های ماهواره‌ای و معادلات برقرار روی زمین برای محاسبه میزان جریان و ویژگی‌های این رودخانه‌ها استفاده کرده‌اند.

با وجود اینکه نمی‌توانیم رودخانه‌ها را شخصاً و حضوری مطالعه کنیم، این تکنیک جدید به دانشمندان کمک کرده تا در مورد رفتار رودخانه‌ها تخمین داشته باشند.

تیلور پرون و آیدا گرین از دپارتمان علوم زمین، جو و سیاره‌شناسی MIT می‌گویند: آنچه در مورد تایتان هیجان‌انگیز است، فعال بودن آن است. با این تکنیک، ما روشی برای پیش‌بینی واقعی برای مکانی داریم که برای مدت طولانی اطلاعات بیشتری از آن دریافت نمی‌کنیم.

پرون افزود: این روش در مریخ به ما ماشین زمان می‌دهد تا رودخانه‌هایی را که اکنون مرده‌اند، زنده کنیم و حس کنیم زمانی که به ‌طور فعال در جریان بودند، چگونه بودند.

داده‌های ماهواره‌ای از راه دور

داده‌های فضاپیمای کاسینی ناسا به دلیل جو غلیظ و فاصله ماه از زمین، تعداد محدودتری از تصاویر از سطح تایتان نسبت به مریخ ارائه کرده است. پژوهشگران MIT هنگام مطالعه تصاویر گرفته شده از رودخانه‌های تایتان، برخلاف رودخانه‌های روی زمین، از نبود دلتاهای بادبزن‌شکل در دهانه رودخانه‌های تایتان گیج شدند.

پژوهشگران فرضیه خود را بر اساس کار «گری پارکر» یکی از نویسندگان این مطالعه ساختند. او یک مجموعه معادلات ریاضی برای توصیف جریان رودخانه روی زمین در دهه ۲۰۰۰ ایجاد کرد.

این پژوهش نظریه پارکر را گسترش داد که نشان داد روابط جهانی خاصی بین ابعاد فیزیکی رودخانه از جمله عرض، عمق، شیب و سرعت جریان آن وجود دارد.

این دانشمند با ترسیم معادلاتی با متغیرهایی مانند قدرت میدان گرانشی روی رودخانه و اندازه و چگالی رسوبی که به امتداد بستر رودخانه رانده شده است، وضعیت را به صورت ریاضی تجزیه و تحلیل کرد.

پرون می‌گوید: این بدان معناست که رودخانه‌هایی با گرانش و مواد مختلف باید روابط مشابهی را دنبال کنند. این موضوع، این امکان را برای اعمال این روش در سایر سیارات نیز ایجاد کرد.

رودخانه‌های زمین‌مانند

ساموئل برچ نویسنده ارشد این مطالعه، معادلات پارکر را با مقداری تغییر که فقط با ورودی‌های عرض و شیب کار می‌کند، توسعه داد.

وی این معادلات جدید را بر روی داده‌های ۴۹۱ رودخانه روی زمین آزمایش کرد و دریافت که پیش‌بینی‌هایی که صرفاً بر اساس عرض و شیب هر رودخانه انجام می‌شود، دقیق است.

سپس معادلات اصلاح شده برای رودخانه‌های باستانی مریخ، به ‌ویژه رودخانه‌هایی که به دهانه‌های گیل و جزرو منتهی می‌شوند که زمانی میلیاردها سال پیش دریاچه‌هایی پر از آب بوده‌اند، اعمال شد.

برچ از معادلات گرانش مریخ و تخمین‌های عرض و شیب هر رودخانه، بر اساس تصاویر و اندازه‌گیری‌های ارتفاع گرفته ‌شده توسط ماهواره‌های در حال گردش، برای پیش‌بینی میزان جریان هر رودخانه استفاده کرد.

دانشمندان به این نتیجه رسیدند که این رودخانه‌ها احتمالاً برای حداقل ۱۰۰ هزار سال در دهانه گیل و حداقل یک میلیون سال در دهانه جزرو جریان داشته‌اند که به اندازه کافی طولانی است که بتواند از حیات پشتیبانی کند.

این پژوهش داده‌های دو رودخانه بدون دلتا در تایتان را تخمین زد و آنها را با یکی از بزرگترین رودخانه‌های روی زمین -رودخانه می‌سی‌سی‌پی- مقایسه کرد. پژوهشگران دریافتند که به دلیل عدم حرکت در رسوبات انباشته، دلتاها قادر به تشکیل روی تایتان نیستند.

این مطالعه همچنین محاسبه کرد که رودخانه‌های تایتان در مقایسه با رودخانه‌هایی که جریان مشابهی روی زمین یا مریخ دارند، پهن‌تر هستند و شیب ملایم‌تری دارند.

برچ می‌گوید: تایتان شبیه‌ترین مکان به زمین است. ما فقط گوشه‌ای از آن را شناخته‌ایم. چیزهای بسیار بیشتری وجود دارد که ما می‌دانیم آن پایین وجود دارد و این تکنیک از راه دور ما را به آن کمی نزدیک‌تر می‌کند.

این مطالعه روز گذشته در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.