Cassini-utsikt over Titans disige atmosfære. Klikk for å forstørre.
Titan er unik i solsystemet med sin metanrike atmosfære. De tror denne skorpen med metan flyter på toppen av et hav med flytende vann blandet med ammoniakk. Denne pågående utgassingen av metan nådde sannsynligvis hundrevis av millioner av år siden, og nå er den på en langsom, jevn nedgang.
Data fra ESAs Huygens-sonde er blitt brukt til å validere en ny modell for utviklingen av Titan, Saturns største måne, som viser at metanforsyningen kan være låst bort i en slags metanrik is.
Tilstedeværelsen av metan i Titans atmosfære er et av de største gåtene som NASA / ESA / ASI Cassini-Huygens-oppdraget prøver å løse.
Titan ble avslørt i fjor for å ha spektakulære landskap tilsynelatende skåret av væsker. Cassini-Huygens-oppdraget viste også at det tross alt ikke er mye flytende metan igjen på månens overflate, og det er derfor ikke klart hvor den atmosfæriske metangassen kommer fra.
Ved å bruke Cassini-Huygens-funnene, er en modell for Titans utvikling, med fokus på kilden til Titans atmosfæriske metan, blitt utviklet i en felles studie av University of Nantes, Frankrike, og University of Arizona i Tucson, USA.
"Denne modellen er i samsvar med observasjonene som er gjort så langt av både Huygens-sonden som landet på Titan 14. januar 2005 og fjernmålerinstrumentene ombord på Cassini-romfartøyet," sa Gabriel Tobie, fra Laboratoire de Planetologie et Geodynamique de Nantes , og hovedforfatter av en artikkel i Nature.
Det er en forskjell mellom vulkanisme på jorden og ‘kryovolkanisme’ på Titan. Vulkaner på Titan ville innebære issmelting og avgassing av is, som er analogt med silikatvulkanisme på jorden, men med forskjellige materialer.
Metan, som spilte en rolle på Titan som ligner på vann på jorden, ville ha blitt utgitt i løpet av tre episoder: en første etter akkresjons- og differensieringsperioden, en andre episode for rundt 2000 millioner år siden da konveksjon startet i silikatkjernen og en geologisk nylig ett (sist for 500 millioner år siden) på grunn av økt kjøling av månen ved solid konveksjon i den ytre skorpen.
Dette betyr at Titans metanforsyning kan lagres i en slags metanrik is. Forskerne antyder at isen, kalt et ‘clathrate hydrat’, danner en skorpe over et hav av flytende vann blandet med ammoniakk.
"Ettersom metan brytes ned av lysinduserte kjemiske reaksjoner over en tidsperiode på flere titalls millioner år, kan det ikke bare være en rest av atmosfæren som var til stede da Titan selv ble dannet, og den må fylles på ganske regelmessig," sa Tobie.
"I følge vår modell, i løpet av den siste utgassingsepisoden, blir dissosiasjonen av metanklathratet og dermed frigjøring av metan indusert av termiske anomalier i den iskalde skorpen, som genereres ved krystallisering i det indre hav," sa Tobie.
"Siden denne krystalliseringen startet relativt nylig (for 500 til 1000 millioner år siden), regner vi med at ammoniakk-vannhavet fremdeles er til stede noen titalls kilometer under overflaten, og at metanutgassing fortsatt fungerer. Selv om utgassraten forventes å avta nå (den toppet seg for rundt 500 millioner år siden), bør frigjøring av metan gjennom kryovolkanske utbrudd fortsatt forekomme på Titan, ”forklarte Tobie.
“Deler av klatratskorpen kan bli varmet fra tid til annen av‘ kryovolkansk ’aktivitet på månen, noe som får den til å frigjøre metan i atmosfæren. Disse utbruddene kunne produsere midlertidige strømmer av flytende metan på overflaten, og tegner for de elvelignende funksjonene sett på Titans overflate.
"Cassinis instrumenter, særlig det synlige og infrarøde kartleggingsspektrometeret (VIMS), bør oppdage et økende antall kryovolkaniske trekk, og hvis vi er heldige, kan det til slutt oppdage utbrudd av metan," la Tobie til.
Hvis de har rett, sier forskerne, bør Cassini og fremtidige oppdrag til Titan også kunne oppdage eksistensen av deres mulige flytende vann-ammoniakk-hav.
Senere i oppdraget vil Cassini selv foreta målinger som vil bekrefte (eller ikke) tilstedeværelsen av det indre vannhavet, og også eksistensen av en steinete kjerne.
Originalkilde: ESA News Release
