De zandduinen van Titan. Klik om te vergroten
Toen ze voor het eerst de donkere equatoriale gebieden op Titan opmerkten, dachten onderzoekers dat ze naar oceanen van vloeibaar methaan konden kijken. De afbeeldingen tonen enorme duinen die honderden kilometers parallel aan elkaar lopen. De krachtige zwaartekracht van Saturnus veroorzaakt zachte winden op Titan, die mogelijk zand van over de maan transporteren en het rond de evenaar afzetten.
Tot een paar jaar geleden dachten wetenschappers dat de donkere equatoriale gebieden van Titan mogelijk vloeibare oceanen zijn.
Nieuw radarbewijs toont aan dat het zeeën zijn - maar zeeën van zandduinen zoals die in de Arabische of Namibische woestijnen, een lid van de Cassini-radarteam van de Universiteit van Arizona en collega's rapporteren in Science (5 mei).
Radarbeelden gemaakt toen het Cassini-ruimtevaartuig afgelopen oktober langs Titan vloog, tonen duinen van 330 voet (100 meter) hoog die honderden mijlen parallel aan elkaar lopen op de evenaar van Titan. Een duingebied is meer dan 1500 kilometer lang, zei Ralph Lorenz van het Lunar and Planetary Laboratory van UA.
'Het is bizar', zei Lorenz. 'Deze beelden van een maan van Saturnus lijken precies op radarbeelden van Namibië of Arabië. De atmosfeer van Titan is dikker dan die van de aarde, de zwaartekracht is lager, het zand is zeker anders - alles is anders behalve het fysieke proces dat de duinen vormt en het resulterende landschap. "
Tien jaar geleden geloofden wetenschappers dat de maan Titan van Saturnus te ver van de zon staat om door zonne-energie aangedreven oppervlaktewinden krachtig genoeg te hebben om zandduinen te vormen. Ze theoretiseerden ook dat de donkere gebieden aan de evenaar van Titan vloeibare ethaanoceanen zouden kunnen zijn die zand zouden vangen.
Maar onderzoekers hebben sindsdien geleerd dat de krachtige zwaartekracht van Saturnus aanzienlijke getijden in de atmosfeer van Titan veroorzaakt. Het getijdeneffect van Saturnus op Titan is ongeveer 400 keer groter dan het getijeffect van onze maan op aarde.
Zoals Lorenz een paar jaar geleden voor het eerst te zien was in circulatiemodellen, zei Lorenz: "Getijden domineren blijkbaar de nabije oppervlaktewinden omdat ze zo sterk zijn in de atmosfeer, van boven naar beneden. Zonne-aangedreven winden zijn alleen hoog hoog. ”
De duinen die door Cassini-radar worden gezien, zijn een bepaald lineair of longitudinaal type dat kenmerkend is voor duinen die worden gevormd door winden die vanuit verschillende richtingen waaien. De getijden zorgen ervoor dat de wind van richting verandert terwijl ze winden naar de evenaar drijven, zei Lorenz.
En wanneer de getijdenwind combineert met de west-naar-oost-zonale wind van Titan, zoals de radarbeelden laten zien, creëert het duinen die bijna in het westen zijn uitgelijnd, behalve in de buurt van bergen die de lokale windrichting beïnvloeden.
'Toen we deze duinen op radar zagen, begon het logisch te worden', zei hij. 'Als je naar de duinen kijkt, zie je dat getijdenwinden meerdere keren zand rond de maan blazen en het in de duinen aan de evenaar bewerken. Het is mogelijk dat getijdenwinden donkere sedimenten van hogere breedtegraden naar de evenaar dragen en zo de donkere gordel van Titan vormen. "
Het model van Titan van de onderzoekers suggereert dat getijden oppervlaktewinden kunnen veroorzaken die ongeveer een mijl per uur (een halve meter per seconde) bereiken. "Hoewel dit een zeer zachte wind is, is dit genoeg om korrels over de grond te blazen in de dikke atmosfeer en lage zwaartekracht van Titan," zei Lorenz. Het zand van Titan is iets grover, maar minder dicht dan normaal zand op aarde of Mars. 'Deze granen lijken misschien op koffiedik.'
De variabele getijdenwind combineert met de west-naar-oostzonale wind van Titan om oppervlaktewinden te creëren die gemiddeld ongeveer een mijl per uur (een halve meter per seconde) bedragen. De gemiddelde windsnelheid is een beetje misleidend, omdat zandduinen zich niet zouden vormen op aarde of Mars bij hun gemiddelde windsnelheden.
Of de korrels zijn gemaakt van organische vaste stoffen, waterijs of een mengsel van beide is een raadsel. Cassini's visuele en infrarood mapping spectrometer, geleid door Robert Brown van de UA, kan resultaten opleveren over de samenstelling van zandduinen.
Hoe het zand gevormd is, is een ander bijzonder verhaal.
Mogelijk is er zand ontstaan toen vloeibare methaanregen deeltjes uit ijssteen erodeerde. Onderzoekers dachten eerder dat het niet genoeg regent op Titan om veel gesteente te eroderen, maar ze dachten in termen van gemiddelde regenval.
Waarnemingen en modellen van Titan laten zien dat wolken en regen zeldzaam zijn. Dat betekent dat individuele stormen groot kunnen zijn en toch een lage gemiddelde regenval kunnen opleveren, legde Lorenz uit.
Toen het door de UA geleide Descent Imager / Spectral Radiometer (DISR) -team beelden maakte die waren genomen tijdens de landing van de Huygens-sonde op Titan in januari 2005, zag de wereld geulen, rivierbeddingen en ravijnen in het landschap. Deze zelfde functies op Titan zijn gezien met radar.
Deze kenmerken laten zien dat wanneer het regent op Titan, het regent bij zeer energieke gebeurtenissen, net als in de woestijn van Arizona, zei Lorenz.
Energetische regen die plotselinge overstromingen veroorzaakt, kan een mechanisme zijn om zand te maken, voegde hij eraan toe.
Als alternatief kan het zand afkomstig zijn van organische vaste stoffen die zijn geproduceerd door fotochemische reacties in de atmosfeer van Titan.
"Het is opwindend dat de radar, die voornamelijk het oppervlak van Titan bestudeert, ons zoveel vertelt over hoe winden op Titan werken," zei Lorenz. "Dit zal belangrijke informatie zijn voor wanneer we in de toekomst terugkeren naar Titan, misschien met een ballon."
Een internationale groep wetenschappers is co-auteur van het Science-artikel 'The Sand Seas of Titan: Cassini Observations of Longitudinal Dunes'. Ze zijn afkomstig van het Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, US Geological Survey - Flagstaff, Planetary Science Institute, Wheeling Jesuit College, Proxemy Research of Bowie, Md., Stanford University, Goddard Institute for Space Studies, Observatoire de Paris, International Research School voor Planetaire Wetenschappen, Universita 'd'Annunzio, Facolt di Ingegneria, Universit La Sapienza, Politecnico di Bari en Agenzia Spaziale Italiana. Jani Radebaugh en Jonathan Lunine van UA's Lunar and Planetary Laboratory behoren tot de co-auteurs.
De Cassini-Huygens-missie is een samenwerkingsproject van NASA, de European Space Agency en de Italian Space Agency. Het Jet Propulsion Laboratory, een divisie van het California Institute of Technology in Pasadena, beheert de missie voor NASA's Directoraat Wetenschapsmissie, Washington. De Cassini-orbiter is ontworpen, ontwikkeld en geassembleerd door JPL.
Oorspronkelijke bron: UA News Release
