Met behulp van radargegevens van NASA's Cassini-ruimtevaartuig, recent gepubliceerd onderzoek presenteert een nieuw scenario om uit te leggen waarom sommige met methaan gevulde meren op Saturnusmaan Titan zijn omgeven door steile randen die honderden meters hoog reiken. De modellen suggereren dat explosies van opwarmende stikstof bassins in de maankorst hebben gecreëerd.

Titan is het enige planetaire lichaam in ons zonnestelsel behalve de aarde waarvan bekend is dat het stabiele vloeistof op het oppervlak heeft. Maar in plaats van water dat uit wolken regent en meren en zeeën vult zoals op aarde, op Titan zijn het methaan en ethaan - koolwaterstoffen die we beschouwen als gassen, maar die zich gedragen als vloeistoffen in het ijskoude klimaat van Titan.

De meeste bestaande modellen die de oorsprong van de meren van Titan beschrijven, laten zien dat vloeibaar methaan het ijs en vaste organische verbindingen van de maan oplost. snijreservoirs die zich vullen met de vloeistof. Dit kan de oorsprong zijn van een soort meer op Titan dat scherpe grenzen heeft. Op aarde, watermassa's die op dezelfde manier zijn gevormd, door omringende kalksteen op te lossen, staan ​​bekend als karstmeren.

De nieuwe, alternatieve modellen voor enkele van de kleinere meren (tientallen mijlen breed) zetten die theorie op zijn kop:het stelt voor dat er zakken met vloeibare stikstof in de opgewarmde korst van Titan, veranderen in explosief gas dat kraters uitblies, die vervolgens gevuld met vloeibaar methaan. De nieuwe theorie verklaart waarom sommige van de kleinere meren bij de noordpool van Titan, zoals Winnipeg Lacus, lijken in radarbeelden zeer steile randen te hebben die boven zeeniveau uitsteken - randen die moeilijk te verklaren zijn met het karstische model.

De radargegevens zijn verzameld door de Cassini Saturn Orbiter - een missie die wordt beheerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië - tijdens de laatste korte vlucht langs Titan, terwijl het ruimtevaartuig zich twee jaar geleden voorbereidde op zijn laatste duik in de atmosfeer van Saturnus. Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Giuseppe Mitri van de Italiaanse universiteit G. d'Annunzio raakte ervan overtuigd dat het karstmodel niet klopte met wat ze op deze nieuwe afbeeldingen zagen.

"De rand gaat omhoog, en het karstproces werkt averechts, " Zei Mitri. "We vonden geen verklaring die past bij een karstmeerbassin. In werkelijkheid, de morfologie was meer consistent met een explosiekrater, waar de rand wordt gevormd door het uitgeworpen materiaal uit het inwendige van de krater. Het is een totaal ander proces."

Het werk, gepubliceerd op 9 september in Natuur Geowetenschappen , komt overeen met andere Titan-klimaatmodellen die laten zien dat de maan warm kan zijn in vergelijking met hoe het was in eerdere "ijstijden" van Titan.

In de afgelopen half miljard of miljard jaar op Titan, methaan in de atmosfeer heeft gewerkt als een broeikasgas, de maan relatief warm houden, hoewel nog steeds koud volgens aardse normen. Wetenschappers hebben lang geloofd dat de maan perioden van afkoeling en opwarming heeft doorgemaakt, omdat methaan wordt uitgeput door door zonne-energie aangedreven chemie en vervolgens opnieuw wordt bevoorraad.

In de koudere periodes, stikstof domineerde de atmosfeer, regenen en fietsen door de ijzige korst om zich te verzamelen in plassen net onder het oppervlak, zei Cassini wetenschapper en studie co-auteur Jonathan Lunine van Cornell University in Ithaca, New York.

"Deze meren met steile randen, wallen en verhoogde randen zouden een wegwijzer zijn van perioden in de geschiedenis van Titan toen er vloeibare stikstof op het oppervlak en in de korst was, " merkte hij op. Zelfs plaatselijke opwarming zou voldoende zijn geweest om de vloeibare stikstof in damp te veranderen, ervoor zorgen dat het snel uitzet en een krater uitblaast.

"Dit is een heel andere verklaring voor de steile randen rond die kleine meren, wat een enorme puzzel is geweest, "Zei Cassini-projectwetenschapper Linda Spilker van JPL. "Terwijl wetenschappers doorgaan met het delven van de schat aan Cassini-gegevens, we blijven steeds meer puzzelstukjes in elkaar leggen. In de komende decennia zullen we zullen het Saturnus-systeem steeds beter gaan begrijpen."