Cassini-weergave van de wazige atmosfeer van Titan. Klik om te vergroten.
Titan is uniek in het zonnestelsel met zijn methaanrijke atmosfeer. Ze geloven dat deze methaankorst drijft op de top van een oceaan van vloeibaar water vermengd met ammoniak. Deze voortdurende vergassing van methaan bereikte waarschijnlijk een piek van honderden miljoenen jaren geleden, en nu neemt het langzaam en gestaag af.
Gegevens van de Huygens-sonde van ESA zijn gebruikt om een nieuw model van de evolutie van Titan, de grootste maan van Saturnus, te valideren, waaruit blijkt dat de methaanvoorraad mogelijk wordt opgesloten in een soort methaanrijk ijs.
De aanwezigheid van methaan in de atmosfeer van Titan is een van de grootste raadsels die de NASA / ESA / ASI Cassini-Huygens-missie probeert op te lossen.
Titan werd vorig jaar onthuld met spectaculaire landschappen die blijkbaar door vloeistoffen zijn uitgehouwen. De Cassini-Huygens-missie toonde ook aan dat er immers niet veel vloeibaar methaan op het maanoppervlak achterblijft, en dus is het niet duidelijk waar het atmosferische methaangas vandaan komt.
Met behulp van de bevindingen van Cassini-Huygens is een model van de evolutie van Titan, gericht op de bron van het atmosferische methaan van Titan, ontwikkeld in een gezamenlijke studie van de Universiteit van Nantes, Frankrijk, en de Universiteit van Arizona in Tucson, VS.
"Dit model is in overeenstemming met de waarnemingen die tot dusver zijn gedaan door zowel de Huygens-sonde die op 14 januari 2005 op Titan is geland als de teledetectie-instrumenten aan boord van het Cassini-ruimtevaartuig", zegt Gabriel Tobie, van het Laboratoire de Planetologie et Geodynamique de Nantes , en hoofdauteur van een artikel in Nature.
Er is een verschil tussen vulkanisme op aarde en ‘cryovolcanisme’ op Titan. Vulkanen op Titan zouden gepaard gaan met smelten van ijs en ontgassen van ijs, wat analoog is aan silicaatvulkanisme op aarde, maar met verschillende materialen.
Methaan, dat een rol speelt op Titan vergelijkbaar met water op aarde, zou gedurende drie afleveringen zijn vrijgegeven: een eerste na de aanwas- en differentiatieperiode, een tweede aflevering ongeveer 2000 miljoen jaar geleden toen convectie begon in de silicaatkern en een geologisch recente één (laatste 500 miljoen jaar geleden) als gevolg van verbeterde koeling van de maan door convectie in vaste toestand in de buitenste korst.
Dit betekent dat de methaanvoorraad van Titan kan worden opgeslagen in een soort methaanrijk ijs. De wetenschappers suggereren dat het ijs, een ‘clathraathydraat’ genoemd, een korst vormt boven een oceaan van vloeibaar water vermengd met ammoniak.
"Aangezien methaan wordt afgebroken door door licht veroorzaakte chemische reacties over een tijdsbestek van tientallen miljoenen jaren, kan het niet alleen een overblijfsel zijn van de atmosfeer die aanwezig was toen Titan zelf werd gevormd, en het moet vrij regelmatig worden bijgevuld," zei Tobie.
"Volgens ons model worden de dissociatie van het methaanclathraat en dus de afgifte van methaan tijdens de laatste ontgassingsperiode veroorzaakt door thermische afwijkingen in de ijzige korst, die worden gegenereerd door kristallisatie in de interne oceaan," zei Tobie.
“Aangezien deze kristallisatie pas relatief recent is begonnen (500 tot 1000 miljoen jaar geleden), verwachten we dat de ammoniak-wateroceaan nog enkele tientallen kilometers onder de oppervlakte aanwezig is en dat de methaanuitgassing nog steeds in werking is. Hoewel het uitgassingspercentage nu naar verwachting zal afnemen (het piekte ongeveer 500 miljoen jaar geleden), zou er op Titan nog steeds methaan moeten vrijkomen door cryovulkanische uitbarstingen, ”legde Tobie uit.
'Delen van de clathraatkorst kunnen van tijd tot tijd worden verwarmd door' cryovolcanische 'activiteit op de maan, waardoor deze zijn methaan in de atmosfeer afgeeft. Deze uitbarstingen kunnen tijdelijke stromen van vloeibaar methaan op het oppervlak veroorzaken, wat de rivierachtige kenmerken op het oppervlak van Titan verklaart.
"Cassini's instrumenten, met name de Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), zouden een toenemend aantal cryovolcanische kenmerken moeten detecteren en, als we geluk hebben, uiteindelijk uitbarstingen van methaan kunnen detecteren", voegde Tobie toe.
Als ze gelijk hebben, zeggen de onderzoekers, dan zouden Cassini en toekomstige missies naar Titan ook het bestaan van hun mogelijke ondergrondse vloeibare water-ammoniak-oceaan moeten kunnen detecteren.
Later in de missie zal Cassini zelf metingen doen die de aanwezigheid van de interne wateroceaan (of niet) bevestigen, en ook het bestaan van een rotsachtige kern.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
