Experimenten onder leiding van onderzoekers van het Georgia Institute of Technology suggereren de deeltjes die het oppervlak van de grootste maan van Saturnus bedekken, Titan, zijn "elektrisch geladen". Wanneer de wind hard genoeg waait (ongeveer 15 mph), De niet-silicaatkorrels van Titan worden omhoog geschopt en beginnen te springen in een beweging die saltation wordt genoemd. Terwijl ze botsen, ze worden door wrijving geladen, als een ballon die tegen je haar wrijft, en klonteren samen op een manier die niet wordt waargenomen voor zandduinkorrels op aarde - ze worden resistent tegen verdere beweging. Ze houden die lading dagen of maanden achter elkaar vast en hechten zich aan andere koolwaterstofstoffen, net zoals het verpakken van pinda's die hier op aarde in verzenddozen worden gebruikt.

De bevindingen zijn zojuist gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Geowetenschappen .

"Als je stapels granen pakt en een zandkasteel bouwt op Titan, het zou misschien wekenlang bij elkaar blijven vanwege hun elektrostatische eigenschappen, " zei Josef Dufek, de Georgia Tech-professor die de studie leidde. "Elk ruimtevaartuig dat in gebieden met korrelig materiaal op Titan landt, zal het moeilijk hebben om schoon te blijven. Denk aan een kat in een doos met pinda's inpakken."

De bevindingen op het gebied van elektrificatie kunnen een vreemd fenomeen helpen verklaren. De heersende winden op Titan blazen van oost naar west over het oppervlak van de maan, maar zandduinen van bijna 300 voet hoog lijken zich in de tegenovergestelde richting te vormen.

"Deze elektrostatische krachten verhogen wrijvingsdrempels, " zei Josh Mendez Harper, een doctoraalstudent geofysica en elektrotechniek van Georgia Tech die de hoofdauteur van het artikel is. "Dit maakt de korrels zo plakkerig en samenhangend dat alleen harde wind ze kan verplaatsen. De heersende winden zijn niet sterk genoeg om de duinen te vormen."

Om de deeltjesstroom te testen onder Titan-achtige omstandigheden, de onderzoekers bouwden een klein experiment in een aangepast drukvat in hun Georgia Tech-lab. Ze voegden korrels naftaleen en bifenyl toe - twee giftige, koolstof- en waterstofhoudende verbindingen waarvan wordt aangenomen dat ze op het oppervlak van Titan bestaan ​​- in een kleine cilinder. Daarna roteerden ze de buis gedurende 20 minuten in een droge, zuivere stikstofomgeving (de atmosfeer van Titan bestaat voor 98 procent uit stikstof). Daarna, ze maten de elektrische eigenschappen van elke korrel terwijl deze uit de buis tuimelde.

"Alle deeltjes zijn goed geladen, en ongeveer 2 tot 5 procent kwam niet uit de beker, "zei Méndez Harper. "Ze klampten zich vast aan de binnenkant en plakten aan elkaar. Toen we hetzelfde experiment deden met zand en vulkanische as onder aardse omstandigheden, het kwam er allemaal uit. Niets bleef hangen."

Aardzand neemt elektrische lading op als het wordt verplaatst, maar de ladingen zijn kleiner en verdwijnen snel. Dat is een van de redenen waarom je bij het bouwen van een zandkasteel water nodig hebt om zand bij elkaar te houden. Niet zo met Titan.

"Deze niet-silicaat, korrelige materialen kunnen hun elektrostatische lading dagenlang vasthouden, weken of maanden achtereen onder omstandigheden van lage zwaartekracht, " zei George McDonald, een afgestudeerde student aan de School of Earth and Atmospheric Sciences die ook co-auteur was van het artikel.

visueel, Titan is het object in het zonnestelsel dat het meest op de aarde lijkt. Gegevens verzameld van meerdere langsvluchten door Cassini sinds 2005 hebben grote vloeibare meren aan de polen onthuld, evenals bergen, rivieren en mogelijk vulkanen. Echter, in plaats van met water gevulde oceanen en zeeën, ze zijn samengesteld uit methaan en ethaan en worden aangevuld door neerslag uit met koolwaterstof gevulde wolken. De oppervlaktedruk van Titan is iets hoger dan die van onze planeet - op de maan staan ​​zou vergelijkbaar zijn met 15 voet onder water staan ​​hier op aarde.

"De extreme fysieke omgeving van Titan vereist dat wetenschappers anders denken over wat we hebben geleerd over de granulaire dynamiek van de aarde, " zei Dufek. "Landvormen worden beïnvloed door krachten die voor ons niet intuïtief zijn, omdat die krachten niet zo belangrijk zijn op aarde. Titan is een vreemde, elektrostatisch plakkerige wereld."

Onderzoekers van het Jet Propulsion Lab, University of Tennessee-Knoxville en Cornell University waren ook co-auteur van het artikel, met de titel "Elektrificatie van zand op Titan en de invloed ervan op sedimenttransport."