Titan, de grootste van de meer dan 60 manen van Saturnus, heeft verrassend hevige regenbuien, volgens onderzoek door een team van UCLA planetaire wetenschappers en geologen. Hoewel de stormen relatief zeldzaam zijn - ze komen minder dan één keer per Titan-jaar voor, dat is 29 en een halve aardse jaren - ze komen veel vaker voor dan de wetenschappers hadden verwacht.

"Ik had gedacht dat dit eens per millennium gebeurtenissen zouden zijn, als zelfs dat, " zei Jonathan Mitchell, UCLA universitair hoofddocent planetaire wetenschap en een senior auteur van het onderzoek, die op 9 oktober in het tijdschrift werd gepubliceerd Natuur Geowetenschappen . "Dus dit is nogal een verrassing."

De stormen veroorzaken enorme overstromingen in terreinen die anders woestijnen zijn. Het oppervlak van Titan lijkt opvallend veel op dat van de aarde, met stromende rivieren die uitmonden in grote meren en zeeën, en de maan heeft onweerswolken die seizoensgebonden, moessonachtige stortbuien, zei Mitchell. Maar de neerslag van Titan is vloeibaar methaan, niet water.

"De meest intense methaanstormen in ons klimaatmodel dumpen minstens een voet regen per dag, wat in de buurt komt van wat we deze zomer in Houston zagen van orkaan Harvey, " zei Mitchel, de hoofdonderzoeker van de Titan-onderzoeksgroep voor klimaatmodellering van de UCLA.

Sean Faulk, een UCLA-afgestudeerde student en de hoofdauteur van de studie zeiden dat de studie ook aantoonde dat de extreme methaanregenbuien het ijzige oppervlak van de maan kunnen indrukken op vrijwel dezelfde manier als extreme regenbuien het rotsachtige oppervlak van de aarde vormen.

Op aarde, intense stormen kunnen grote sedimentstromen veroorzaken die zich verspreiden naar lage landen en kegelvormige kenmerken vormen die alluviale ventilatoren worden genoemd. In de nieuwe studie de UCLA-wetenschappers ontdekten dat regionale patronen van extreme regenval op Titan gecorreleerd zijn met recente detecties van alluviale fans, wat suggereert dat ze werden gevormd door hevige regenbuien.

De bevinding toont de rol aan van extreme neerslag bij het vormgeven van het oppervlak van Titan, zei Seulgi Moon, UCLA-assistent-professor geomorfologie en een co-senior auteur van het artikel. Moon zei dat het principe waarschijnlijk van toepassing is op Mars, die zijn eigen grote alluviale fans heeft, en naar andere planetaire lichamen. Een beter begrip van de relatie tussen neerslag en het oppervlak van de planeet kan leiden tot nieuwe inzichten over de impact van klimaatverandering op de aarde en andere planeten.

Titan's alluviale ventilatoren werden gedetecteerd door een radarinstrument op het Cassini-ruimtevaartuig, die eind 2004 in een baan om Saturnus begon. De Cassini-missie eindigde in september 2017, toen NASA het programmeerde om in de atmosfeer van de planeet te duiken als een manier om het ruimtevaartuig veilig te vernietigen.

Juan Lora, een UCLA-postdoctoraal wetenschapper en een co-auteur van het artikel, zei Cassini heeft een revolutie teweeggebracht in het begrip van wetenschappers over Titan.

Hoewel de alluviale fans van Titan een nieuwe ontdekking zijn, wetenschappers hebben jarenlang het maanoppervlak in de gaten gehouden. Kort nadat Cassini Saturnus had bereikt, radar en andere instrumenten toonden aan dat uitgestrekte zandduinen de lagere breedtegraden van Titan domineerden, terwijl meren en zeeën de hogere breedtegraden domineerden. De UCLA-wetenschappers ontdekten dat de alluviale ventilatoren zich meestal tussen 50 en 80 graden noorderbreedte bevinden - dicht bij de centra van het noordelijk en zuidelijk halfrond van de maan, maar over het algemeen iets dichter bij de polen dan bij de evenaar.

Dergelijke variaties in oppervlaktekenmerken suggereren dat de maan overeenkomstige regionale variaties in neerslag heeft, omdat regenval en daaropvolgende afvoer een sleutelrol spelen bij het eroderen van land en het vullen van meren, terwijl de afwezigheid van regen de vorming van duinen bevordert.

Eerdere modellen hebben aangetoond dat vloeibaar methaan zich over het algemeen concentreert op het oppervlak van Titan op hogere breedtegraden. Maar geen eerdere studie had het gedrag van extreme regenval onderzocht die mogelijk groot sedimenttransport en erosie zou kunnen veroorzaken, of toonden hun verband met waarnemingen aan de oppervlakte.

De wetenschappers gebruikten voornamelijk computersimulaties om de hydrologische cyclus van Titan te bestuderen, omdat waarnemingen van daadwerkelijke neerslag op Titan moeilijk te verkrijgen zijn en omdat, gezien de lengte van elk jaar op Titan, Cassini heeft de maan maar drie seizoenen geobserveerd. Ze ontdekten dat terwijl regen zich meestal ophoopt bij de polen, waar de grote meren en zeeën van Titan zich bevinden, de meest intense regenbuien komen voor in de buurt van 60 graden noorderbreedte - precies de regio waar alluviale fans het sterkst geconcentreerd zijn.

De studie suggereert dat de intense stormen ontstaan ​​door de scherpe verschillen tussen de nattere, koeler weer op de hogere breedtegraden en droger, warmere omstandigheden op de lagere breedtegraden. Vergelijkbare temperatuurcontrasten op aarde veroorzaken intense cyclonen op de middelste breedtegraden, dat is wat de stormen en sneeuwstormen veroorzaakt die tijdens de wintermaanden in een groot deel van Noord-Amerika voorkomen.