science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Titanen-meren kunnen stratificeren zoals die op aarde

Saturnusmaan Titan herbergt talloze kleine meren, gedroogde meerbeddingen, en verdwijnende meren. Credit:NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS (gewijzigd van origineel)

Meren op Saturnusmaan Titan, samengesteld uit methaan, ethaan, en stikstof in plaats van water, ervaring dichtheid gedreven stratificatie, vormen lagen die lijken op meren op aarde. Echter, overwegende dat meren op aarde gelaagd zijn als reactie op temperatuur, De meren van Titan zijn uitsluitend gelaagd vanwege de vreemde chemische interacties tussen de oppervlaktevloeistoffen en de atmosfeer, zegt een paper van Planetary Science Institute Research Scientist Jordan Steckloff.

Stratificatie treedt op wanneer verschillende delen van een meer verschillende dichtheden hebben, waarbij de minder dichte laag bovenop de dichtere laag drijft. Op aarde, meren in gematigde klimaten zijn in de zomer vaak gelaagd in lagen als de zon het oppervlak van het meer verwarmt, waardoor dit water uitzet en minder dicht wordt, vormt een laag warm water die letterlijk op het koelere water eronder drijft. Deze door dichtheid aangedreven gelaagdheid kan ook op Titan voorkomen; het gebeurt echter door de hoeveelheid atmosferische stikstof die de oppervlaktevloeistoffen van Titan kunnen oplossen, in plaats van dat de vloeistoffen opwarmen en uitzetten.

"Meren op Titan, meer dan louter plassen vloeibaar aardgas, zijn dynamische plekken die complexe fysieke processen doormaken. Ze kunnen stratificeren, omverwerpen, en mogelijk uitbarsten, zei Steckloff, hoofdauteur van "Stratification Dynamics of Titan's Lakes via Methaanverdamping" dat verschijnt in: Het planetaire wetenschappelijke tijdschrift .

Omdat vloeibaar methaan een lagere dichtheid heeft dan vloeibaar ethaan, er is lang aangenomen dat het methaan van Titan in het algemeen bovenop zijn vloeibare ethaan zou drijven. Echter, wanneer de affiniteit van methaan voor atmosferische stikstof wordt verklaard, methaan kan bij lage temperaturen voldoende stikstof oplossen om dichter te worden dan ethaan.

Steckloff en zijn onderzoeksteam realiseerden zich dat dit gedrag inherent de gelaagdheid van het meer zou stimuleren bij temperaturen die slechts een paar graden koeler zijn dan normaal op Titan is waargenomen. “We richtten ons op kleine, ondiepe meren die vollopen na Titans regengebeurtenissen, en vond dat, als de temperatuur laag is, de verdamping van methaan van het oppervlak kan opgeloste stikstof verdrijven, wat zwaar is, waardoor een met ethaan verrijkte (methaan-stikstofarme) laag drijft op een methaanrijke laag, ' zei Steckloff.

Ondanks de ijskoude oppervlaktetemperaturen van ongeveer 90 Kelvin (-298 graden Fahrenheit), Titan's vermogen om regen te ontvangen, rivieren, en meren trekt natuurlijk vergelijkingen met onze thuisplaneet. "De aarde is de meest Titan-achtige planeet die we kennen. Net als Titan, De aarde heeft dynamische meren. Gelijkaardige processen zijn actief op beide, waaruit blijkt dat het gecompliceerde gedrag van oppervlaktevloeistoffen kan worden gecontroleerd door een paar eenvoudige regels en processen, ' zei Steckloff.