Titan is een moeilijke maan om te bestuderen, dankzij de ongelooflijk dikke en wazige atmosfeer. Maar wanneer astronomen een piek onder de methaanwolken hebben kunnen sluipen, hebben ze een aantal zeer intrigerende kenmerken opgemerkt. En sommige hiervan, interessant genoeg, doen 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 waarin vloeistof wordt uitgewisseld tussen het oppervlak en de atmosfeer.
Eerdere afbeeldingen van NASA's Cassini-missie toonden bijvoorbeeld aanwijzingen van canyons met steile wanden in het noordpoolgebied die gevuld leken te zijn met vloeibare koolwaterstoffen, vergelijkbaar met rivierdalen hier op aarde. En dankzij nieuwe gegevens die zijn verkregen via radaraltimetrie, is aangetoond dat deze kloven honderden meters diep zijn en dat er rivieren met 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 de functie die bekend staat als Vid Flumina, een afwateringsnetwerk dat is verbonden met Titan's op één na grootste koolwaterstofzee in het noorden, Ligeia Mare.
Analyse van deze informatie toonde aan dat de kanalen in dit gebied steile hellingen hebben en ongeveer 800 m breed zijn en tussen 244 en 579 meter diep (800 - 1900 voet). De radarecho's vertoonden ook sterke oppervlaktereflecties die erop wezen dat deze kanalen momenteel met vloeistof zijn gevuld. De hoogte van deze vloeistof kwam ook overeen met die van Ligeia Mare (binnen een merrie 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 aan hoe diep canyon riviersystemen hier in de aarde leeglopen in meren. En het is nog een ander voorbeeld van hoe de op methaan gebaseerde hydrologische cyclus op Titan de vorming en evolutie van de kenmerken van de maan aanstuurt, en op manieren die opvallend veel lijken op de watercyclus hier op aarde.
Alex Hayes - een assistent-professor in de astronomie aan Cornell, de directeur van de Spacecraft Planetary Imaging Facility (SPIF) en een van de auteurs op het papier - heeft verschillende onderzoeken uitgevoerd naar het oppervlak en de atmosfeer van Titan op basis van radargegevens van Cassini. Zoals hij in een recent artikel van de Cornell Chronicler werd geciteerd:
'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 zich hebben gevormd. 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? '
Een goede vraag, want het levert een aantal interessante mogelijkheden op. In wezen maken de door Cassini waargenomen kenmerken slechts deel uit van het noordpoolgebied 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 lijkt de regio op glaciaal geërodeerde fjorden op aarde.
De omstandigheden op Titan laten echter niet de aanwezigheid van gletsjers toe, wat de kans uitsluit dat terugtrekkende ijslagen deze kloven zouden hebben uitgehouwen. Dit roept dus natuurlijk de vraag op, welke geologische krachten hebben deze regio gecreëerd? Het team concludeerde dat er slechts twee waarschijnlijke mogelijkheden waren, waaronder veranderingen in de hoogte van de rivieren of tektonische activiteit in het gebied.
Uiteindelijk gaven ze de voorkeur aan een model waarbij de variatie in oppervlakteverhoging 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 de paper, vertelde Space Magazine via e-mail:
“Wat de canyons op Titan echt betekenen, is dat in het verleden de zeespiegel lager was en dat er dus erosie en canionvorming kon plaatsvinden. Vervolgens is de zeespiegel gestegen en de canyons opgevuld. Dit vindt vermoedelijk plaats gedurende meerdere cycli, erodeert wanneer het zeeniveau lager is, en deponeert wat wanneer het hoger is totdat we de kloven krijgen die we vandaag zien. Wat het dus betekent, is dat de zeespiegel waarschijnlijk is veranderd in het geologische verleden en dat de canyons die verandering voor ons vastleggen. ”
In dit opzicht zijn er nog veel meer voorbeelden van de aarde om uit te kiezen, die allemaal in de studie worden genoemd:
'Voorbeelden zijn Lake Powell, een stuwmeer aan de Colorado-rivier dat is aangelegd door de Glen Canyon Dam; de Georges River in New South Wales, Australië; en de kloof van de Nijl, die zich vormde toen de Middellandse Zee opdroogde tijdens het late Mioceen. 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 geobserveerd om hun theorieën te testen.
Nogmaals, onze verkenning van het zonnestelsel heeft ons laten zien hoe raar en prachtig het werkelijk is. Naast dat al zijn hemellichamen hun eigen specifieke eigenaardigheden hebben, hebben ze nog steeds veel gemeen met de aarde. Tegen de tijd dat de Cassini-missie is voltooid (15 september 2017), zal het 67% van het oppervlak van Titan hebben onderzocht met zijn RADAR-beeldvormingsinstrument. Wie weet welke andere "aarde-achtige" kenmerken het eerder zal opmerken?
