Saturnusmaan Titan kan een dikke ijslaag van methaan dragen, wat de planetaire wetenschap een nieuwe vorm zal geven

Uit een recent onderzoek blijkt dat de maan Titan van Saturnus mogelijk een dikke korst van methaanijs bevat tot wel tien kilometer diep, wat het begrip van wetenschappers over de geologie en atmosfeer ervan zou kunnen veranderen.

Onder leiding van onderzoekers van Universiteit van Hawaï in ManoaDe studie suggereert dat deze aardkorstlaag, bestaande uit methaangas gevangen in ijs, de verrassend ondiepe kraters en de methaanrijke atmosfeer van Titan zou kunnen verklaren.

De verwachting is dat de resultaten richtinggevend zullen zijn voor de toekomst De Dragonfly-missie van NASAHet is de bedoeling dat het toestel in 2034 bij Titan aankomt om deze methaanrijke omgeving te verkennen en te verifiëren of het in staat is leven te herbergen.

Onderzoek naar de unieke methaankorst van Titan

In tegenstelling tot enig ander lichaam in ons zonnestelsel ondersteunt Titan rivieren, meren en zeeën met vloeibare koolwaterstoffen – voornamelijk methaan en ethaan. Onder zijn ijskoude buitenkant kan de unieke omgeving van Titan een laag ijs bevatten MethaanclathraatHet is een solide structuur waarin methaanmoleculen gevangen zitten in waterijs. Volgens het onderzoek fungeert deze methaanhythraatkorst als een krachtige isolator, waardoor diepe ijslagen worden verwarmd en de ijskorst flexibeler en mobieler blijft dan eerder werd gedacht.

In hun onderzoek analyseerden planetaire wetenschappers gegevens van… NASA’s Cassini-missieDie heeft het oppervlak van Titan in ongekend detail vastgelegd voordat de missie in 2017 eindigde. Eén observatie die wetenschappers in verwarring heeft gebracht, is de ongebruikelijke ondiepheid van de kraters als gevolg van de inslag van Titan. Op vergelijkbare ijzige manen zijn kraters over het algemeen dieper en talrijker. Op Titan zijn echter slechts 90 kraters gevonden, en ze zijn allemaal ondieper dan verwacht. Volgens de auteur van het onderzoek Lauren Kortmeier, “Dit was heel verrassend, omdat we op basis van andere manen zouden verwachten dat we veel meer inslagkraters aan de oppervlakte zouden zien, en veel diepere kraters dan we op Titan waarnemen.”

Om deze anomalie te onderzoeken, voerden de onderzoekers simulaties uit van inslagkraters onder verschillende ijskorstscenario’s, en ontdekten dat een methaanhythraatlaag tussen vijf en tien kilometer dik ervoor zou zorgen dat de topografie van Titan in de loop van de tijd zou “stuiteren”, waardoor de diepte van de kraters effectief zou worden gewist. als gevolg van de botsing. Deze snelle geologische ‘ontspanning’ is vergelijkbaar met de beweging van gletsjers op aarde, waardoor ondiepere kraters ontstaan ​​die langzaam opgaan in het landschap op Titan.

De rol van methaan in de atmosferische dynamiek van Titan

De methaanhydraatkorst verandert niet alleen het oppervlak van Titan, maar beïnvloedt het ook Sfeerwaar methaan voortdurend wordt aangevuld, ondanks dat het in de loop van de tijd door zonlicht wordt afgebroken. Onderzoekers veronderstellen dat methaan dat is opgeslagen in de clathraatkorst langzaam in de atmosfeer van Titan kan sijpelen, wat chaos kan veroorzaken. Een “hydrologische” cyclus op basis van methaan Het is net als de watercyclus op aarde. Shormier heeft hierop gewezen Titan biedt “een natuurlijk laboratorium om te bestuderen hoe methaan circuleert en de atmosfeer verwarmt.” Dit zou wetenschappers kunnen helpen de rol van methaan als broeikasgas op aarde te begrijpen.

Op aarde worden methaanhydraten aangetroffen in de arctische permafrost en op de zeebodem, waar ze soms methaan vrijgeven, wat bijdraagt ​​aan de broeikaseffecten van de atmosfeer. Het bestuderen van de methaancyclus op Titan zou inzichten kunnen opleveren in vergelijkbare processen op aarde, en een parallel kunnen opleveren die licht werpt op de manier waarop methaan in extreme omgevingen circuleert. De potentiële instabiliteit van de methaanhydraatkorst op Titan als gevolg van geologische activiteit zou ook de constante methaanniveaus in de atmosfeer van Titan kunnen verklaren, wat een nieuw perspectief biedt op de atmosferische chemie.

Gevolgen voor het leven en de aanstaande NASA Dragonfly-missie

als Titan is rijk aan methaan De aardkorst fungeert als een isolerende laag en zou warmere omstandigheden in de ijskoude korst eronder kunnen ondersteunen, waardoor de mogelijkheid ontstaat dat de ondergrondse oceaan van Titan vloeibaar en mogelijk bewoonbaar blijft. De studie suggereert dat deze warme en convectieve omgeving ervoor kan zorgen dat moleculen uit de oceaan van Titan het oppervlak kunnen bereiken, met potentiële biosignaturen of tekenen van leven met zich mee. Dit idee heeft belangrijke implicaties voor de astrobiologie, aangezien de oceaan van Titan omstandigheden kan herbergen die vergelijkbaar zijn met die op de vroege aarde, waar het microbiële leven zich voor het eerst ontwikkelde.

Komst De Dragonfly-missie van NASAgepland voor lancering in 2028, heeft tot doel het oppervlak van Titan nauwkeurig te verkennen en nabij het oppervlak van de maan te landen. Zijde krater regio. Door oppervlaktesamenstellingen te analyseren en methaanprocessen te onderzoeken, zou Dragonfly een dieper inzicht kunnen verschaffen in de methaancyclus op Titan en het eerste echte bewijs kunnen leveren van Titans vermogen om leven in stand te houden. De missie, waarbij gebruik wordt gemaakt van een helikopter om het oppervlak van Titan te doorkruisen, zal naar verwachting cruciale gegevens opleveren over de methaanhydraatkorst en de unieke atmosferische samenstelling van Titan.