De op methaan gebaseerde hydrologische cyclus van Titan maakt het een van de meest geologisch diverse lichamen van het zonnestelsel. Er zijn meren met methaan, methaanregen en zelfs 'sneeuw' gemaakt van complexe organische moleculen. Maar al dat detail is verborgen onder de dichte, wazige atmosfeer van de maan.
Nu heeft een team van wetenschappers gegevens van de Cassini-missie gebruikt om onze eerste wereldwijde geologische kaart van Titan te maken.
De kaart is gebaseerd op radar-, zichtbare en infraroodbeelden van de Cassini-missie. De Cassini-missie eindigde in september 2017, toen de missie was om tegen Saturnus aan te botsen. Maar zelfs na twee jaar doorlopen wetenschappers nog steeds de gegevens van Cassini en produceren ze studies zoals deze.
Deze nieuwe studie heeft als titel 'Een globale geomorfologische kaart van de maan Titan van Saturnus'. Het is gepubliceerd in het nummer van 18 november van Nature. De hoofdauteur van de studie is Rosaly Lopes, een planetaire geoloog bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA.
"Titan heeft een actieve op methaan gebaseerde hydrologische cyclus die een complex geologisch landschap heeft gevormd, waardoor het oppervlak een van de meest geologisch diverse in het zonnestelsel is", zei Lopes in een persbericht. Als je het oppervlak van Titan vergelijkt met enkele van de grijze, gestraalde oppervlakken die veel voorkomen in het zonnestelsel, kun je zien waarom.
"Ondanks de verschillende materialen, temperaturen en zwaartekrachtvelden tussen de aarde en Titan, zijn veel oppervlaktekenmerken vergelijkbaar tussen de twee werelden en kunnen ze worden geïnterpreteerd als producten van dezelfde geologische processen", aldus Lopes. "De kaart laat zien dat de verschillende geologische terreinen een duidelijke verdeling hebben over de breedtegraad, wereldwijd, en dat sommige terreinen veel meer oppervlakte beslaan dan andere."
De zwarte lijnen op de kaart hebben een lengte- en breedtegraad van 30 graden en sommige prominente locaties zijn gelabeld, waaronder Kraken Mare en de landingsplaats van de Huygens-sonde. De dominante geografie is vlaktes, afgebeeld in het groen. Duinfuncties zijn ook prominent aanwezig. Blauwe meren zijn zichtbaar op het noordelijk halfrond.
Andere geologische eenheden zijn onder meer labyrint (tektonisch verstoorde gebieden die vaak rivierkanalen bevatten) en hummocky (heuvelachtig, met enkele bergen).
De kaart is een Mollweide-projectie, die nauwkeurige verhoudingen, maar minder nauwkeurige vormen creëert. Mollweide-projecties worden vaak gebruikt om wereldwijde distributies in kaart te brengen. Deze kaart is gecentreerd op 0 graden noorderbreedte en 180 graden lengtegraad en de schaal is 1: 20.000.000.
Hun werk is echter meer dan alleen de kaart. Ze hebben ook leeftijden gegeven aan de verschillende geologische eenheden. De auteurs zeggen dat de duinen en meren relatief jonge kenmerken zijn, terwijl het hummockachtige terrein het oudste op de maan is.
In hun paper zeggen de auteurs dat er een duidelijke breedtevariatie is in de geologie van Titan. "Onze resultaten tonen ook aan dat het oppervlak van Titan wordt gedomineerd door sedimentaire of afzettingsprocessen met een duidelijke breedtevariatie, met duinen aan de evenaar, vlaktes op gemiddelde breedtegraden en labyrintterreinen en meren aan de polen."
Het team was sterk afhankelijk van Cassini's radarbeeldvormingssysteem, dat de kracht had om door de dikke stikstofrijke atmosfeer te dringen. Ze gebruikten ook afbeeldingen van de zichtbare en infraroodinstrumenten van het ruimtevaartuig, die afbeeldingen van Titan's grotere oppervlaktekenmerken konden krijgen. Al deze afbeeldingen zijn gemaakt tijdens Cassini's meer dan 120 flybys van Titan.
'Deze studie is een voorbeeld van het gebruik van gecombineerde datasets en instrumenten', zei Lopes. "Hoewel we geen wereldwijde dekking hadden met synthetische diafragma-radar [SAR], gebruikten we gegevens van andere instrumenten en andere modi van radar om de kenmerken van de verschillende terreineenheden te correleren, zodat we konden afleiden wat de terreinen zijn, zelfs in gebieden waar we niet ' geen SAR-dekking hebben. '
Planetair geoloog David Williams van de School of Earth and Space Exploration aan de Arizona State University maakte ook deel uit van de studie. Williams heeft eerdere ervaring met de Magellan Venus-orbiter en op een eerdere regionale geologische kaart van Titan. Hij hielp bij het identificeren van welke geologische kenmerken op Titan konden worden bepaald op basis van radar, en vervolgens van daaruit geëxtrapoleerd naar de regio's die niet werden bestreken door radar.
"De Cassini-missie onthulde dat Titan een geologisch actieve wereld is, waar koolwaterstoffen zoals methaan en ethaan de rol van water op aarde spelen", zei Williams. 'Deze koolwaterstoffen regenen op het oppervlak, stromen in beken en rivieren, hopen zich op in meren en zeeën en verdampen in de atmosfeer. Het is een behoorlijk verbazingwekkende wereld! "
Titan is een intrigerende wereld en sommigen vermoeden dat het in staat is om het leven te ondersteunen vanwege de aanwezigheid van vloeistof op het oppervlak. Dat is misschien vergezocht, of misschien niet. Hoe dan ook, het is nog steeds een fascinerende en wetenschappelijk interessante wereld.
NASA heeft hun Dragonfly-missie aangekondigd om Titan nader te bestuderen, vooral de chemie en potentiële bewoonbaarheid. Dragonfly wordt een klein robotvliegtuig met roterende vleugels dat naar tientallen veelbelovende locaties op Titan kan vliegen, waar het kan zoeken naar prebiotische chemische processen die zowel op Titan als op aarde voorkomen.
Dragonfly is gepland voor 2026 en komt pas in 2034 bij Titan.
Meer:
- Persbericht: de eerste wereldwijde geologische kaart van Titan voltooid
- Research Paper: Een globale geomorfologische kaart van de maan Titan van Saturnus
- Space Magazine: NASA keert terug naar Saturnus 'Moon Titan, dit keer met een nucleaire batterij-aangedreven quadcopter
