Sommige meren op Titan hebben ringvormige vormen om zich heen en wetenschappers proberen te achterhalen hoe ze zijn ontstaan. Begrijpen hoe ze zich hebben gevormd, kan ons iets vertellen over hoe de hele regio waarin ze zich bevinden, inclusief de meren, is gevormd. De ringvormige kenmerken zijn te vinden rond zwembaden en meren in de poolgebieden van Titan.
Dankzij het Cassini-ruimtevaartuig, dat 13 jaar lang Saturnus en zijn manen heeft bestudeerd, weten we dat de ijskoude maan Titan een intrigerende plek is. Cassini liet ons zien dat Titan in de poolgebieden ongeveer 650 meren en zeeën heeft. We weten ook dat ongeveer 300 van hen vloeibaar ethaan en methaan bevatten, hoewel ze niet allemaal vol zijn.
"De vorming van de meren van Titan en hun omliggende kenmerken blijft een open vraag."
Anezina Solomonidou, ESA-onderzoeker bij het European Space Astronomy Centre, en hoofdauteur van de studie.
Het grootste deel van de kleinere meren op Titan heeft scherpe randen en vlakke vloeren. Ze kunnen diepten bereiken van 600 meter en ze hebben smalle buitenranden van ongeveer 1 km breed.
Maar sommige van deze meren en poelen hebben merkwaardige ringvormige kenmerken om zich heen die zich tot 10 km landinwaarts kunnen uitstrekken. Wetenschappers noemen ze wallen en ze omsluiten hun gastmeer volledig.
Een nieuwe studie ging dieper in op deze wallen. De studie is getiteld "Spectrale en emissiviteitsanalyse van de verhoogde wallen rond de noordelijke meren van Titan." De hoofdauteur is Anezina Solomonidou, een ESA-onderzoeker bij het European Space Astronomy Centre (ESAC.) Ze vertrouwden op gegevens van Cassini's Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) om de emissiviteit van de wallen en andere functies op Titan te meten, om te vinden eventuele overeenkomsten en verschillen.
"De vorming van de meren van Titan en hun omliggende kenmerken blijft een open vraag", zei Solomonidou in een persbericht. 'Wallen kunnen belangrijke aanwijzingen bevatten over hoe de met meren gevulde poolgebieden van Titan zijn geworden tot wat we vandaag zien. Eerder onderzoek heeft hun bestaan onthuld, maar hoe zijn ze ontstaan? '
Het team van wetenschappers onderzocht vijf regio's in de buurt van de noordpool van Titan, een regio die rijk is aan meren en verhoogde wallen. Ter vergelijking keken ze ook naar drie lege meren in een nabijgelegen regio. Het team combineerde de VIMS-gegevens met gegevens van Cassini's Synthetic Aperture Radar (SAR) Imager.
De meren varieerden in omvang van kleinere 30 km2 meren tot veel grotere, tot 670 km2 in grootte. Alle meren waren volledig omgeven door wallen van 200 m tot 300 m hoog, die zich tot 30 km landinwaarts vanaf de oevers van het meer uitstrekken.
Wat de studie vond, komt het best tot uiting door de hoofdauteur van de studie: "De spectrale gegevens toonden aan dat wallen een andere samenstelling hebben met betrekking tot hun omgeving", zei Solomonidou. "De vloeren van lege meren die we bestudeerden, lijken ook spectraal vergelijkbaar met de wallen, wat suggereert dat zowel lege bekkens als wallen gemaakt kunnen zijn van of bedekt kunnen zijn met soortgelijk materiaal, en dus op een vergelijkbare manier gevormd kunnen zijn."
De spectrale emissiviteit van de meren en de wallen lijkt op een ander kenmerk van Titan. Het zogenaamde labyrintterrein is wijdverbreid op Titan, hoewel het slechts ongeveer 5% van het maanoppervlak beslaat. Dit labyrintterrein werd veroorzaakt door vloeibare koolwaterstoffen die over het oppervlak van Titan stroomden en kanalen uitsneden. Wetenschappers vermoeden dat het labyrintterrein rijk is aan organische chemicaliën, en vanwege de spectrale gelijkenis tussen het en de wallen en lege meerbeddingen, is het waarschijnlijk dat de meerbeddingen en wallen ook rijk zijn aan organische stoffen.
Er is nog iets anders merkwaardigs aan de wallen rond enkele van de meren van Titan. Ze omringen het gastmeer altijd volledig.
"Wallen zijn ook consistent compleet: terwijl velgen en andere kenmerken zijn weggesleten en in de loop van de tijd zijn opgebroken, omsingelen wallen altijd hun meer volledig", zei co-auteur Alice Le Gall, die de spectrale emissiviteit van de wallen analyseerde. "Dit helpt ons om de scenario's te beperken van hoe ze zich zouden kunnen hebben gevormd."
De auteurs suggereren twee mogelijke mechanismen die deze wallen hadden kunnen vormen. Ze zijn echter voorzichtig om te benadrukken dat dit voorbereidend werk is en verre van overtuigend.
"Het is moeilijk om het exacte mechanisme te bepalen voor hoe deze wallen zich vormen, maar met meer onderzoek komt er een toenemend begrip van intrigerende lichamen zoals Titan."
ANEZINA SOLOMONIDOU, ESA RESEARCH FELLOW IN THE EUROPEAN SPACE ASTRONOMY CENTER, EN LEIDENDE AUTEUR VAN DE STUDIE.
De eerste mogelijkheid is gebaseerd op het feit dat lege meerbodems en gevulde meren verschillende hoogtes hebben. Op basis daarvan denken de auteurs dat een proces met een ondergrond die verzadigd is met grondwater verantwoordelijk is voor de wallen.
De tweede mogelijkheid is dat het bassin van een meer en de korst eromheen eerst verharden en vervolgens leeglopen, waardoor het meer naar de ondergrond doordringt. Het deel van de regio dat niet leegloopt, steekt uit boven het omringende terrein en vormt een wal.
Het feit dat de wallen altijd compleet zijn, in plaats van afgebroken zoals de randen, suggereert dat de wallen ouder zijn, zolang de randen van zwakker materiaal zijn. In dat scenario zou eerst een koolwaterstofmeer ontstaan, dan een wal en dan een rand, die door zijn zwakkere samenstelling wordt geërodeerd.
Maar als zowel de rand als de wal van hetzelfde materiaal zijn gemaakt, dan past die uitleg niet.
Als beide kenmerken van hetzelfde materiaal zijn gemaakt, zou de geschiedenis van de meren er als volgt uit kunnen zien: eerst vormt zich een bekken. Restmateriaal daaruit zou eerst de randen vormen, daarna de grotere wallen. Als dit waar is, dan zouden meren met wallen jonger zijn dan meren zonder wallen. De jongere meren zijn eenvoudigweg niet lang genoeg geweest om hun wal te laten eroderen en te verwijderen.
"Het is moeilijk om het exacte mechanisme te bepalen voor hoe deze wallen zich vormen, maar met meer onderzoek komt er een toenemend begrip van intrigerende lichamen zoals Titan", voegde Solomonidou toe.
De auteurs kijken, net als iedereen die geïnteresseerd is in excentrieke manen in ons zonnestelsel, uit naar de JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) -missie. JUICE is een ESA-missie die gepland staat voor lancering in 2022 en aankomst in Jupiter in 2029. Het zal drie jaar duren om Jupiter en drie van zijn manen te verkennen: Callisto, Europa en Ganymedes, die allemaal oceaan dragende werelden zijn.
"De analyse van Cassini-gegevens van de ijskoude manen van Saturnus, met name bij het combineren van gegevens van meerdere instrumenten, is zeer relevant om de JUICE-missie voor te bereiden die de ijskoude manen van Jupiter zal verkennen", zegt co-auteur Olivier Witasse, die ook projectwetenschapper is voor ESA's JUICE missie.
"Zelfs als Titan uitzonderlijk is, met meren en regen die niet voorkomen in de manen van Jupiter, voegt meer weten over Titan veel toe aan ons begrip van de ijzige manen van het zonnestelsel collectief."
Bronnen:
- Persbericht: CASSINI verkent ringvormige formaties rond de meren van TITAN
- Research Paper: Spectrale en emissiviteitsanalyse van de verhoogde wallen rond de noordelijke meren van Titan
- Space Magazine: ook al is het een buitenaardse wereld, de canyons van Titan zien er erg vertrouwd uit
- ESA's JUICE-missie
