Жидкость на Титане представлена естественными резервуарами на поверхности Титана, наполненными, предположительно, смесью жидких углеводородов, в основном метана и этана, а также подповерхностным океаном, содержащим, предположительно, жидкую воду со значительным содержанием аммиака и экстремально высокой солёностью. Поверхностные озёра сосредоточены в приполярных областях, причём крупнейшие из них, называемые морями, находятся только в северном полушарии Титана.

Учёные также предполагают наличие больших объёмов углеводородов под поверхностью спутника.

Поверхностные «водоёмы»

История исследования

Впервые предположение о возможности существования на Титане углеводородных озёр (углеводоёмов) было сделано на основе анализа данных, полученных АМС Вояджер 1 и Вояджер 2. Сопоставив состав, плотность и температуру атмосферы Титана, учёные сделали вывод, что на спутнике могут присутствовать углеводороды в жидком состоянии. Эта гипотеза подтвердилась в 1995 году, когда при помощи телескопа Хаббл в атмосфере Титана был обнаружен жидкий метан, хотя его количество на поверхности оставалось неясным.

Окончательное подтверждение наличия на Титане крупных углеводоёмов было получено благодаря проекту «Кассини — Гюйгенс». Хотя снимки, полученные при спуске зонда «Гюйгенс», который сел вблизи экватора Титана, не обнаружили каких-либо значительных объёмов жидкости, рельеф поверхности явно свидетельствовал о воздействии на него жидкости в прошлом. Первое свидетельство существования крупных углеводоёмов нашлось на инфракрасном снимке южного полюса, сделанном 6 июня 2005 года, на котором заметно большое тёмное пятно. Радарное зондирование поверхности спутника с борта станции Кассини, проведённое 22 июля 2006 года, выявило в северном полушарии большие области с резко очерченными границами, которые сильно поглощали радиоволны. Эти данные позволили учёным в январе 2007 года уверенно заявить о наличии на Титане метановых озёр.

Также 8 июля 2009 года камере VIMS «Кассини» удалось заснять на поверхности блики в инфракрасном диапазоне (длина волны 5 мкм), которые учёные долго надеялись увидеть как основное доказательство наличия жидкости на поверхности.

В 2013 году с помощью радара «Кассини» были исследованы сети соединённых с морем Лигеи каналов Вид, которое показало, что их поверхность является такой же тёмной, как у углеводородных морей. Более поздний анализ этих данных подтвердил: блеск на их поверхности указывает на то, что они сейчас заполнены жидкостью.

Для подробного исследования озёр Титана проектируется зонд TiME () в составе миссии Titan Saturn System Mission, запуск которой планировался на 2020 год.

Расположение озер и морей на поверхности С точки зрения углеводородного цикла на Титане, современный климат экваториальной зоны является пустынным и все поверхностные озёра сосредоточены в приполярных областях. Крупнейшие из них, называемые морями, находятся только в северном полушарии Титана. Данная дихотомия объясняется комбинацией топографических и климатических факторов. Согласно радарным данным «Кассини», северная полярная область геологически представляет собой обширную низменность с глубокими тектоническими впадинами, идеальными для скопления жидкости, тогда как южный полюс расположен на приподнятом плоскогорье, где отсутствуют условия для удержания больших объёмов метана. Климатической причиной такой асимметрии является то, что, когда в южном полушарии Титана лето, Сатурн находится вблизи перигелия, то есть лето там более «жаркое», чем в северном. Поэтому летнее испарение озер происходит менее интенсивно в районе северного полюса, что в конечном итоге приводит к накоплению больших объемов жидкости в местных углеводоемах.

В целом наличие газообразного метана в атмосфере и жидкого в озёрах и реках постоянно поддерживается эндогенной активностью спутника. Под действием приливного разогрева со стороны Сатурна происходит термическое разрушение подземных клатратов метана с последующим его выделением на поверхность из подземных родников («алканоферов»), которые питают короткие приполярные реки. Без этой постоянной подпитки изнутри Титан потерял бы весь метан на поверхности и в атмосфере за 10—100 миллионов лет под воздействием солнечного ультрафиолета. Поскольку приливной разогрев и деформация ледяной коры наиболее интенсивны в полярных областях, подземное снабжение углеводородных водоёмов происходит наиболее активно именно в высоких широтах Титана.

Несмотря на пустынный климат экваториальной зоны, в низких широтах во время равноденствия могут наблюдаться редкие, но чрезвычайно мощные метановые штормы. Вместе с эпизодической эндогенной активностью алканоферов, выпадающие осадки временно затапливают обширные территории и формируют сеть пересыхающих каналов и озерных котловин (лакун), которые обычно находятся в сухом состоянии.

Сезонные изменения Уровень метаноемов Титана подвержен сезонным циклическим колебаниям. В летний период из-за отсутствия осадков испарение метана способно приводить к падению уровня изолированных озер на величину от 0,3 до 10 метров за сезон. Однако, поскольку крупнейшие северные моря соединены протоками, глобальные колебания зеркала, например, Моря Кракена сглаживаются и, по гидродинамическим моделям, составляют около одного метра за полный оборот Сатурна вокруг Солнца. Мелкие озера в результате летнего испарения могут полностью терять весь метан, что приводит либо к их сезонному высыханию, либо к сильному изменению химического состава заполняющей жидкости.

Состав «вод» Средняя температура на Титане составляет 93,7 К (−179,5 °C), а атмосферное давление у поверхности 146,7 кПа (1,45 атм). При таких условиях многие газы переходят в жидкое состояние. Предположительный молярный состав жидкости, наполняющей титанские «водоёмы»Астрономы установили химический состав озёр на Титане  — Lenta.ru: жидкий этан: 76÷79 % жидкий пропан: 7÷8 % жидкий метан: 5÷10 % жидкий бутилен: 1 % жидкие аргон, азот, угарный газ, водород: менее 1 %. Также в жидкости растворены твёрдые (при данных температурах и давлении) вещества (в молярных долях): циановодород: 2÷3 % (насыщенный раствор) бутан: 1 % ацетилен: 1 % бензол, метилцианид, углекислый газ: менее 1 %

Поскольку смесь состоит из сжиженных газов с разной температурой кипения, то её состав меняется в зависимости от температуры: при нагревании уменьшается концентрация более летучих веществ (метан, азот) и увеличивается концентрация менее летучих (пропан, бутен). Поэтому состав жидкости на полюсах (где 90 К) отличается от состава на более тёплом экваторе (где 93,65 К).

Поскольку температура на Титане близка к температуре кристаллизации метана (−182,5 °C) и этана (−183,3 °C), то в озёрах может присутствовать также углеводородный лёд. Плотность смеси углеводородов в озёрах составляет примерно 516,3 кг/м³, что значительно меньше плотности твёрдых метана и этана, поэтому углеводородный лёд в этих озёрах будет тонуть, а не всплывать на поверхность. Однако, учёные предполагают, что при определённых условиях на поверхности озёр всё же могут образовываться плавучие льдины. Такой лёд должен быть насыщен газом (более 5 %) чтобы оставаться на поверхности озера, а не опускаться на дно.

По оценкам учёных, количество углеводородов в озёрах Титана в сотни раз превышает их содержание в недрах Земли.

Список поверхностных морей и озёр

На сегодняшний день многие углеводоёмы получили собственные названия.

Моря Морями () называются наиболее крупные углеводоёмы Титана. Они получили свои названия по именам мифических морских существ. Русское названиеЛатинское названиеКоординатыРазмер, кмПроисхождение названия#Море КракенаKraken Mare1170Кракен — мифический монстр из рассказов скандинавских мореходов.Море ЛигеиLigeia Mare500Лигея — одна из сирен.Море ПунгиPunga Mare380Пунга в мифологии маори — предок акул, скатов и ящериц.

Озёра Озёра () — небольшие тёмные участки с чёткими очертаниями (впадины, заполненные жидкими углеводородами). Их названия происходят от названий земных озёр. Русское названиеЛатинское названиеКоординатыРазмер, кмПроисхождение названия#Озеро АбаяAbaya Lacus65Абая (Эфиопия)Озеро АльбаноAlbano Lacus6Альбано (Италия)Озеро АтитланAtitlán Lacus14озеро Атитлан (Гватемала)Озеро БольсенаBolsena Lacus100озеро Больсена (Италия)Озеро ВенернVänern Lacus44Венерн (Швеция)Озеро КардиельCardiel Lacus22Кардиель (Аргентина)Озеро КейюгаCayuga Lacus23озеро Кейюга (США)Озеро КивуKivu Lacus78Киву (озеро) (граница Руанды и ДРК)Озеро КойтереKoitere Lacus68Койтере (Финляндия)Озеро ЛадогаLadoga Lacus110Ладожское озеро (Россия)Озеро ЛанаоLanao Lacus34Ланао (Филиппины)Озеро ЛоктакLogtak Lacus14Локтак (Индия)Озеро МаккайMackay Lacus180озеро Маккай (Австралия)Озеро МиватнMývatn Lacus55Миватн (Исландия)Озеро НейNeagh Lacus98Лох-Ней (Северная Ирландия)Озеро ОнайдаOneida Lacus51озеро Онейда (США)Озеро ОнтариоOntario Lacus235Онтарио (озеро) (граница Канады и США)Озеро ОхридOhrid Lacus17Охридское озеро (граница Македонии и Албании)Озеро СеванSevan Lacus47Севан (Армения)Озеро СионаскейгSionascaig Lacus143Лох-Сионаскейг (Шотландия)Озеро СотонераSotonera Lacus63Сотонера (Испания)Озеро СпарроуSparrow Lacus81Спарроу (Канада)Озеро ТовадаTowada Lacus24Товада (озеро) (Япония)Озеро УвсUvs Lacus27Убсу-Нур (Монголия)Озеро УрмияUrmia Lacus29Урмия (Иран)Озеро УэйкэрWaikare Lacus52Уэйкэр (Новая Зеландия)Озеро ФейаFeia Lacus47Фейа, БразилияОзеро ФрименFreeman Lacus26Фримен (озеро) (США)Озеро ХунинJunín Lacus6озеро Хунин (Перу)Озеро ЦзинбоJingpo Lacus240Цзинбо (Китай)Озеро МюггельMüggel Lacus170Мюггельзе (Германия)Озеро ХаммарHammar Lacus200Эль-Хаммар (Ирак)Озеро ЧервеноCrveno Lacus41Красное озеро (Хорватия)

Лакуны Лакуны () — объекты, похожие на озёра, но лучше отражающие радиоволны, что говорит об их малой глубине либо полном отсутствии жидкости. Их названия происходят от названий земных солончаков и пересыхающих озёр. Русское названиеЛатинское названиеКоординатыРазмер, кмПроисхождение названия#Лакуна АтакамаAtacama Lacuna36солончаки пустыни Атакама (Чили)Лакуна ВеликоVeliko Lacuna93Велико (Босния и Герцеговина)Лакуна ДжеридJerid Lacuna43Шотт-эль-Джерид (Тунис)Лакуна МельгирMelrhir Lacuna23Шотт-Мельгир (Алжир)Лакуна НгамиNgami Lacuna37Нгами (Ботсвана)Лакуна РейстрекRacetrack Lacuna10Рейстрек-Плайя (США)Лакуна УюниUyuni Lacuna27Солончак Уюни (Боливия)Лакуна ЭйрEyre Lacuna25озеро Эйр (Австралия)Лакуна КачKutch Lacuna175Озеро Кач (граница Индии и Пакистана)Лакуна НакуруNakuru Lacuna188Озеро Накуру (Кения)Лакуна ВойтчуггаWoytchugga Lacuna450Войтчугга (Австралия)

Каналы Каналы () — система каналов, по которым, вероятно, текут жидкие углеводороды. Русское названиеЛатинское названиеКоординатыРазмер, кмПроисхождение названия#Каналы ЭливагарElivagar Flumina260Эливагар в скандинавской мифологии — 12 ядовитых ледяных потоковКаналы ВидVid Flumina158Вид в скандинавской мифологии — одна из 12 эливагарских рекКаналы КеладонCeladon Flumina160Келадон — река в «Илиаде»Канал КсанфXanthus Flumen78Ксанф (Ксант) — река в «Илиаде»Канал КаресKaresos FlumenКарес — река в «Илиаде»Канал СарасватиSaraswati FlumenСарасвати (Ксант) — река в индуистской мифологииКанал ХубурHubur Flumen

Заливы Залив () — часть моря или озера. Русское названиеЛатинское названиеКоординатыРазмер, кмПроисхождение названия# Arnar Sinus Flensborg Sinus Gabes Sinus Kumbaru Sinus Moray Sinus Nicoya Sinus Okahu Sinus Patos Sinus Puget Sinus Rombaken Sinus Skelton Sinus Trold Sinus Tunu Sinus Wakasa Sinus Walvis Sinus

Проливы Пролив () — узкий участок жидкости, соединяющий два больших резервуара. Они получили свои названия в честь героев произведений Айзека Азимова из цикла «Основание».