Een recent door de NASA gefinancierd onderzoek heeft aangetoond hoe de koolwaterstofmeren en zeeën van Saturnusmaan Titan af en toe kunnen uitbarsten met dramatische flarden bellen.

Voor de studie, onderzoekers van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, simuleerde de ijskoude oppervlaktecondities op Titan, constateren dat aanzienlijke hoeveelheden stikstof kunnen worden opgelost in het extreem koude vloeibare methaan dat uit de lucht regent en zich verzamelt in rivieren, meren en zeeën. Ze toonden aan dat kleine veranderingen in temperatuur, luchtdruk of samenstelling kan ervoor zorgen dat de stikstof snel uit de oplossing scheidt, zoals het bruisen dat ontstaat bij het openen van een fles koolzuurhoudende frisdrank.

NASA's Cassini-ruimtevaartuig heeft ontdekt dat de samenstelling van de meren en zeeën van Titan van plaats tot plaats varieert, waarbij sommige reservoirs rijker zijn aan ethaan dan methaan. "Onze experimenten toonden aan dat wanneer methaanrijke vloeistoffen zich vermengen met ethaanrijke vloeistoffen, bijvoorbeeld door hevige regen, of wanneer afvoer van een methaanrivier zich vermengt met een ethaanrijk meer - de stikstof kan minder goed in oplossing blijven, " zei Michael Malaska van JPL, die de studie leidde.

Het resultaat zijn bubbels. Veel bubbels.

Het vrijkomen van stikstof, bekend als exsolution, kan ook optreden wanneer de methaanzeeën tijdens de wisselende seizoenen op Titan enigszins opwarmen. Een koolzuurhoudende vloeistof kan ook problemen veroorzaken, mogelijk, voor een toekomstige robotsonde die wordt gestuurd om te drijven op of door de zeeën van Titan te zwemmen. Overmatige warmte die uit een sonde komt, kan ervoor zorgen dat er bellen rond de structuren worden gevormd, bijvoorbeeld propellers die worden gebruikt voor voortstuwing, waardoor het moeilijk is om de sonde te sturen of stabiel te houden.

Magisch eilandmechanisme?

Het idee van stikstofbellen die koolzuurhoudende plekken op de meren en zeeën van Titan creëren, is relevant voor een van de meer betoverende onopgeloste mysteries die Cassini heeft onderzocht tijdens zijn verkenning van Titan:de zogenaamde 'magische eilanden'. Tijdens verschillende flyby's, Cassini's radar heeft kleine gebieden op de zeeën onthuld die verschenen en verdwenen, en vervolgens (in ten minste één geval) verscheen. Onderzoekers hebben verschillende mogelijke verklaringen voorgesteld voor wat deze schijnbaar eilandachtige functies zou kunnen creëren, inclusief het idee van bellenvelden. De nieuwe studie geeft details over het mechanisme dat dergelijke bellen zou kunnen vormen, als zij inderdaad de boosdoener zijn.

"Dankzij dit werk aan de oplosbaarheid van stikstof, we zijn er nu zeker van dat er zich inderdaad bellen kunnen vormen in de zeeën, en in feite overvloediger kan zijn dan we hadden verwacht, " zei Jason Hofgartner van JPL, die als co-onderzoeker bij Cassini's radarteam fungeert en co-auteur van de studie was.

Bevriezing van bruisend en ademend meren

Bij het karakteriseren van hoe stikstof beweegt tussen de vloeistofreservoirs van Titan en zijn atmosfeer, de onderzoekers haalden ook stikstof uit een gesimuleerde ethaanrijke oplossing terwijl het ethaan bevroor naar de bodem van hun kleine, gesimuleerd Titan-meer. In tegenstelling tot water, die in vaste vorm minder dicht is dan in vloeibare vorm, ethaanijs zou zich vormen op de bodem van de ijskoude poelen van Titan. Terwijl het ethaan kristalliseert tot ijs, er is geen ruimte voor het opgeloste stikstofgas, en het komt eruit bruisen.

Terwijl de gedachte aan koolwaterstofmeren die bruisen van stikstof op een buitenaardse maan dramatisch is, Malaska wijst erop dat de beweging van stikstof op Titan niet alleen in één richting gaat. Duidelijk, het moet in het methaan en ethaan komen voordat het eruit kan.

"In werkelijkheid, het is alsof de meren van Titan stikstof inademen, "zei Malaska. "Terwijl ze afkoelen, ze kunnen meer van het gas opnemen, 'inademen.' En als ze opwarmen, de capaciteit van de vloeistof wordt verminderd, dus ze 'ademen uit'."

Een soortgelijk fenomeen doet zich op aarde voor bij de opname van koolstofdioxide door de oceanen van onze planeet.

De resultaten van de studie werden in februari online gepubliceerd door het tijdschrift Icarus .

Laatste Titan Flyby nadert

Cassini zal op 22 april zijn laatste close-up van Titan maken - zijn 127e gerichte ontmoeting. Tijdens de flyby, Cassini zal zijn radarstraal nog een laatste keer over de noordelijke zeeën van Titan zwaaien. Het radarteam heeft de komende observatie zo ontworpen dat, als magische eilandkenmerken deze keer aanwezig zijn, hun helderheid kan nuttig zijn om onderscheid te maken tussen bellen, golven en zwevende of zwevende stoffen.

De flyby zal ook de koers van het ruimtevaartuig buigen om zijn laatste reeks van 22 duiken door de opening tussen Saturnus en zijn binnenste ringen te beginnen. bekend als Cassini's Grand Finale. De 20-jarige missie wordt afgesloten met een duik in de atmosfeer van Saturnus op 15 september.