Avastused ja ajalooline taust
Saturni kuu pinnal asuvad järved ja mered kujutati esmakordselt ette pärast Voyager 1 ja Voyager 2 andmete analüüsi, mis näitasid, et Titaanil on paks atmosfäär, mis võiks toetada vedelike kogunemist. Tõsisemad tõendid koguti aga alles 1995. aastal, kui Hubble'i teleskoobi ja teiste teleskoopide vaatlused andsid vihjeid vedelate süsivesinike olemasolule.
Missioonid ja kindlad tõendid
Järvede avastamisele andis lõpliku tõuke Cassini-Huygens missioon. Kui sond 2004. aastal Saturni süsteemi jõudis, oodati, et pinnalt peegeldunud päikesevalguses võivad ilmneda süsivesinike järvede või ookeanide peegeldused, kuid need esialgu puudusid. Hoolika radar- ja infrapunaspektroskoopiaga tehtud vaatlustega kinnitati siiski, et Titani polaarpiirkondades on suured siledad alad, mis on täidetud vedeliku, peamiselt metaani ja etaani, ning 2007. aasta jaanuaris teatasid teadlased, et on olemas "kindlad tõendid metaaniga täidetud järvede kohta".
Järvede ning merede koostis ja omadused
Titaani järved koosnevad peamiselt vedelast metaanist ja etaanist, mille olemasolu kinnitasid Cassini radar- ja infrapunavaatlused ning spektrilised mõõtmised. Need süsivesinikud on Titanil vedelad madalatel temperatuuridel (~94 K või umbes −179 °C). Missiooni käigus tuvastati lisaks ka muid orgaanilisi ühendeid, mis rikastavad Titani keemiat ja pindaluseid.
Radar- ja altimeetriamõõtmised võimaldasid hinnata mõnede merede sügavust — mõned suuremad alad võivad ulatuda kuni mitusada meetrit, kuigi sügavuste täpne jaotus varieerub (erinevad piirkonnad, nt Ülemjärv ja Kaspia võrdlused annavad konteksti suuruste mõistmiseks).
Geograafia ja jaotus
Suuremad süsivesinikega täidetud madalad basseinid nimetatakse maria ehk meredeks, väiksemaid lacūs ehk järvedeks. Cassini andmed näitasid, et järved paiknevad peamiselt Titani pooluste lähedal, kus klimaatilised tingimused soodustavad vedelike püsimist. Näiteks Titani lõunapoolusel tuvastati tumedama alana Ontario Lacus, põhjapoolusel aga mitu suurt merelaadset piirkonda, sealhulgas üks üle 100 000 km² suurune ala.
Arvestuste kohaselt katavad järved 0,002–0,02% Titani pinnast, kuid polaaralade hõivatus on palju suurem kui ekvaatoriaalses vahemikus. Cassini radaripildid leidsid ka võimalikud rannajoone ja orgulõigud, kus näib esinevat ka jõgede võrgustik.
Huygensi maandumine ja pinnavaatlus
Huygensi sond maandus Titani keskuse lähedal 14. jaanuaril 2005. Sealsetelt piltidelt ei leitud laialt avatud vedelikke, vaid pigem tumedaid, kuivanud jõekurud ja kiviseid pindu. Esialgu arvatud "tõrvataolised" vedelikualad osutusid tahkeks pinnaks. Sondi penetromeeter näitas, et pinnas võib olla pehme ja savi-laadne, kuid uurijad selgitasid, et instrument võis maanduda suurele kiviklibule. Piltidel paistis ka kivide osaline ümarus, mis viitab varasemale vedeliku voolamisele ja veetöötlusele (nt jääst moodustunud liiv).
Hooajaline tsükkel ja atmosfäärilised protsessid
Titaani atmosfääris toimuv sarnaneb Maa veeringega, kuid siin on peamine vedelik metaan. Ennustuste ja Cassini vaatlustega on näidatud, et Saturni aasta jooksul liigub vedelik ekvaatorilt pooluste poole pilvede ja udu kaudu ning langeb tagasi vihmana, mis täidab järvesid ning juhib pindmist erosiooni ja orgude teket. Titaanilt on täheldatud suuri pilvi, niiskuse muutusi ja pilvede hajumisi, mis viitavad aktiivsele aurustumisele ja sadestumisele ning atmosfäärilisele tsüklile.
Teaduslik tähtsus
Cassini missiooni tulemused näitasid, et Titan on ainus teadaolev maailm peale Maa, mille pinnal leidub püsivaid vedelikke. See muudab Titani väärtuslikuks objektiks nii pindakeemia, geoloogia kui ka ilmateaduse uurimisel. 13. veebruaril 2008 teatasid teadlased, et Titani polaarjärved võivad sisaldada "sadu kordi rohkem maagaasi ja muid süsivesinikke kui kogu teadaolev maagaas Maal", mis rõhutab Titani olulist rolli süsivesinike reservuaarina.
2008. aasta juunis kinnitas Cassini nähtavus- ja infrapunakaardistusspektromeeter, et Titani lõunapoolkeral asuvates järvedes esineb kindlasti vedelat etaani. Need avastused annavad olulisi vihjeid ka keemiliste protsesside kohta, mis toimuvad madalatel temperatuuridel ning võivad olla astmeks keerukamate orgaaniliste ühendite tekkeks.
Kokkuvõte ja tulevik
Titaani vedelad süsivesinikumered ja -järved on unikaalne loodusnähtus päikesesüsteemis: nad annavad võimaluse uurida vedeliku dünaamikat väga madalatel temperatuuridel, süsivesinike tsüklit atmosfääris ja pinnal ning orgaanilise keemia arengut. Tulevased missioonid ja jätkuv analüüs Cassini andmetest aitavad täpsustada järvede koostist, mahu- ja sügavusjaotust ning nende rolli Titani kliimas ja geoloogias.
