Titan is een moeilijke maan om te bestuderen, dankzij de ongelooflijk dikke en wazige atmosfeer. Maar toen astronomen een piek onder de methaanwolken konden sluipen, hebben ze een aantal zeer intrigerende kenmerken ontdekt. En sommige hiervan doen, interessant genoeg, denken aan geografische kenmerken hier op aarde. Titan is bijvoorbeeld het enige andere lichaam in het zonnestelsel waarvan bekend is dat het een cyclus heeft waarbij vloeistof wordt uitgewisseld tussen het oppervlak en de atmosfeer.
Bijvoorbeeld, eerdere afbeeldingen geleverd door NASA's Cassini missie toonde aanwijzingen van steile canyons in het noordelijke poolgebied die leken te zijn gevuld met vloeibare koolwaterstoffen, vergelijkbaar met rivierdalen hier op aarde. En dankzij nieuwe gegevens die zijn verkregen via radarhoogtemeting, is aangetoond dat deze canyons honderden meters diep zijn en dat er rivieren van vloeibaar methaan doorheen stromen.
Dit bewijs werd gepresenteerd in een nieuwe studie met de titel ' Met vloeistof gevulde canyons op Titan ” – die in augustus 2016 in het tijdschrift werd gepubliceerd Geofysische onderzoeksbrieven . Met behulp van gegevens verkregen door de Cassini-radarhoogtemeter in mei 2013, observeerden ze kanalen in het kenmerk dat bekend staat als Vid Flumina, een drainagenetwerk dat is verbonden met de op een na grootste koolwaterstofzee van Titan in het noorden, Ligeia Mare .
De grootste maan van Saturnus, Titan, heeft kenmerken die lijken op de geologie van de aarde, met diepe, steile canyons. Krediet: NASA/JPL/Cassini
Analyse van deze informatie toonde aan dat de geulen in deze regio steil zijn en ongeveer 800 m (een halve mijl) breed en tussen 244 en 579 meter diep (800 - 1900 voet) zijn. De radarecho's vertoonden ook sterke oppervlaktereflecties die erop wezen dat deze kanalen momenteel gevuld zijn met vloeistof. De hoogte van deze vloeistof kwam ook overeen met die van Ligeia Mare (binnen een maring van 0,7 m), die gemiddeld ongeveer 50 m (164 ft) diep is.
Dit komt overeen met de overtuiging dat deze rivierkanalen in het gebied uitmonden in de Ligeia Mare, wat vooral interessant is omdat het parallel loopt met hoe diepe riviersystemen uitmonden in meren hier op aarde. En het is nog een ander voorbeeld van hoe de op methaan gebaseerde hydrologische cyclus op Titan drijft de vorming en evolutie van de kenmerken van de maan aan, en op manieren die opvallend veel lijken op de waterfiets hier op aarde.
Alex Hayes - een assistent-professor astronomie aan Cornell, de directeur van de Ruimtevaartuig Planetaire Imaging Facility (SPIF) en een van de auteurs van het artikel - heeft verschillende onderzoeken uitgevoerd naar het oppervlak en de atmosfeer van Titan op basis van radargegevens die door Cassini zijn verstrekt. Zoals hij werd geciteerd in een recent artikel van de Cornell Kroniekschrijver :
“De aarde is warm en rotsachtig, met rivieren van water, terwijl Titan koud en ijzig is, met rivieren van methaan. En toch is het opmerkelijk dat we zulke vergelijkbare functies op beide werelden vinden. De canyons in het noorden van Titan zijn nog verrassender, omdat we geen idee hebben hoe ze zijn ontstaan. Hun smalle breedte en diepte impliceren snelle erosie, aangezien de zeespiegel stijgt en daalt in de nabijgelegen zee. Dit roept tal van vragen op, zoals waar is al het geërodeerde materiaal gebleven?”
Cassini-afbeelding van het noordelijke poolgebied van het stroomgebied van Titan en Vid Flumina, met Ligeia Mare (links) en het stroomgebied van Vid Flumina (rechts). Krediet: R.L. Kirk/NASA/JPL
Een goede vraag inderdaad, want het roept een aantal interessante mogelijkheden op. In wezen zijn de door Cassini waargenomen kenmerken slechts een deel van het noordelijke poolgebied van Titan, dat wordt bedekt door grote staande lichamen van vloeibaar methaan - de grootste hiervan zijn Kraken Mare, Ligeia Mare en Punga Mare. In dit opzicht is de regio vergelijkbaar met door gletsjers geërodeerde fjorden op aarde.De omstandigheden op Titan laten echter de aanwezigheid van gletsjers niet toe, wat de kans uitsluit dat terugtrekkende ijsplaten deze canyons hebben uitgehouwen. Dus dit roept natuurlijk de vraag op, welke geologische krachten hebben deze regio gecreëerd? Het team concludeerde dat er slechts twee mogelijke mogelijkheden waren, waaronder veranderingen in de hoogte van de rivieren of tektonische activiteit in het gebied.
Uiteindelijk gaven ze de voorkeur aan een model waarin de variatie in oppervlaktehoogte van vloeistof de vorming van de canyons dreef - hoewel ze erkennen dat zowel tektonische krachten als variaties op zeeniveau een rol speelden. Zoals Valerio Poggiali, een geassocieerd lid van het Cassini RADAR Science Team aan de Sapienza Universiteit van Rome en de hoofdauteur van het artikel, via e-mail aan Universe Today vertelde:
“Wat de canyons op Titan echt betekenen, is dat in het verleden de zeespiegel lager was en er dus erosie en canyonvorming kon plaatsvinden. Vervolgens is de zeespiegel gestegen en zijn de canyons weer opgevuld. Dit vindt vermoedelijk plaats over meerdere cycli, waarbij het erodeert wanneer de zeespiegel lager is, en wat afzet wanneer het hoger is totdat we de canyons krijgen die we vandaag zien. Het betekent dus dat de zeespiegel in het geologische verleden waarschijnlijk is veranderd en de canyons registreren die verandering voor ons.”
Het op een na grootste methaanmeer van Titan, Ligeia Mare. Krediet: NASA/JPL/USGS
In dit opzicht zijn er nog veel meer aardse voorbeelden om uit te kiezen, die allemaal in de studie worden genoemd:
“Voorbeelden zijn Lake Powell, een stuwmeer aan de Colorado-rivier dat is gecreëerd door de Glen Canyon Dam; de Georges-rivier in New South Wales, Australië; en de Nijlkloof, die tijdens het late Mioceen ontstond toen de Middellandse Zee opdroogde. Stijgende vloeistofniveaus in het geologisch recente verleden leidden tot de overstroming van deze valleien, met morfologieën vergelijkbaar met die waargenomen bij Vid Flumina.
Het begrijpen van de processen die tot deze formaties hebben geleid, is cruciaal om de huidige staat van de geomorfologie van Titan te begrijpen. En deze studie is belangrijk omdat het de eerste is die concludeert dat de rivieren in de regio Vid Flumina diepe kloven waren. In de toekomst hoopt het onderzoeksteam andere kanalen op Titan te onderzoeken die door Cassini zijn waargenomen om hun theorieën te testen.
Nogmaals, onze verkenning van het zonnestelsel heeft ons laten zien hoe raar en geweldig het werkelijk is. Naast dat al zijn hemellichamen hun eigen eigenaardigheden hebben, hebben ze nog steeds veel gemeen met de aarde. Tegen de tijd dat de Cassini-missie voltooid is (15 september 2017), zal het 67% van het oppervlak van Titan hebben onderzocht met zijn RADAR-beeldvormingsinstrument. Wie weet welke andere 'aardachtige' functies het voor die tijd zal opvallen?
Verder lezen: Geofysische onderzoeksbrieven