Saturns største måne, Titan, er et mystisk sted; og jo mere vi lærer om det, jo flere overraskelser ser det ud til at have i vente. Bortset fra at være det eneste legeme uden for Jorden, der har en tæt, kvælstofrig atmosfære, har den også metansøer på dens overflade og metanskyer i sin atmosfære. Denne hydrologiske cyklus, hvor metan omdannes fra en væske til en gas og tilbage igen, ligner meget vandcyklussen her på Jorden.
Tak til NASA / ESA Cassini-Huygens mission, der blev afsluttet den 15. september, da fartøjet styrtede ned i Saturns atmosfære, har vi lært meget om denne måne i de senere år. Den seneste fund, der blev foretaget af et team af UCLA-planetariske videnskabsfolk og geologer, har at gøre med Titans metanregnstorme. På trods af at de er en sjælden forekomst, kan disse regnvejr tilsyneladende blive ret ekstreme.
Undersøgelsen, der beskriver deres fund, med titlen "Regionale mønstre for ekstrem præcipitation på titan i overensstemmelse med observeret alluvial fanfordeling", dukkede for nylig op i det videnskabelige tidsskrift Natur Geoscience. Under ledelse af Saun P. Faulk, en kandidatstuderende ved UCLAs afdeling for jord-, planetarisk og rumvidenskab, gennemførte teamet simuleringer af Titans nedbør for at bestemme, hvordan ekstreme vejrbegivenheder har formet månens overflade.
Det, de fandt, var, at de ekstreme metan-regnvejr kan præge månens iskolde overflade på omtrent samme måde som ekstreme regnstorme forme Jordens stenede overflade. På Jorden spiller intense regnvejr en vigtig rolle i den geologiske udvikling. Når nedbør er kraftigt nok, kan storme udløse store vandstrømme, der transporterer sediment til lave lande, hvor det danner kegleformede træk kendt som alluviale fans.
Under dets mission, Cassini orbiter fandt bevis for lignende funktioner på Titan ved hjælp af sit radarinstrument, hvilket antydede, at Titans overflade kunne blive påvirket af intens regn. Mens disse fans er en ny opdagelse, har forskere undersøgt Titans overflade lige siden Cassini først nåede Saturn-systemet i 2006. I den tid har de bemærket flere interessante træk.
Disse omfattede de store sandklitter, der dominerer Titans lavere breddegrader og metansøerne og søerne, der dominerer dets højere breddegrader - især omkring den nordlige polære region. Havene - Kraken Mare, Ligeia Mare og Punga Mare - måler hundreder af km på tværs af og op til flere hundrede meter dybde og fødes af forgrenede, flodlignende kanaler. Der er også mange mindre, lavere søer, der har afrundede kanter og stejle vægge, og som normalt findes i flade områder.
I dette tilfælde fandt UCLA-forskerne ud, at alluviale fans overvejende er placeret mellem 50 og 80 graders breddegrad. Dette placerer dem tæt på midten af den nordlige og sydlige halvkugle, dog lidt tættere på polerne end ækvator. For at teste, hvordan Titans egne regnvejr kunne forårsage disse funktioner, var UCLA-teamet afhængige af computersimuleringer af Titans hydrologiske cyklus.
Hvad de fandt var, at selvom regn for det meste akkumuleres nær polerne - hvor Titans største søer og søer er placeret - forekommer de mest intense regnvejr nær 60 graders breddegrad. Dette svarer til det område, hvor alluviale fans er mest koncentreret, og indikerer, at når Titan oplever regn, er det ganske ekstremt - som en sæsonbetonet monsunlignende regnbue.
Som Jonathan Mitchell - en UCLA-lektor i planetarisk videnskab og en ældre forfatter af undersøgelsen - antydede, er dette ikke forskellig fra nogle ekstreme vejrbegivenheder, der for nylig blev oplevet her på Jorden. ”De mest intense metanstorme i vores klimamodel dumper mindst en fod af regn om dagen, som kommer tæt på det, vi så i Houston fra orkanen Harvey i sommer,” sagde han.
Holdet fandt også, at på Titan er metan-regnvejr temmelig sjældne, og forekommer mindre end en gang pr. Titan-år - hvilket fungerer i 29 og et halvt jordår. Men ifølge Mitchell, som også er den vigtigste efterforsker af UCLAs Titan-klimamodelleringsforskningsgruppe, er dette oftere, end de havde forventet. ”Jeg ville have troet, at dette ville være et årtusind-begivenheder, hvis ikke det,” sagde han. ”Så dette er en ganske overraskelse.”
Tidligere har klimamodeller af Titan antydet, at flydende metan generelt koncentrerer sig tættere på polerne. Men ingen tidligere undersøgelse har undersøgt, hvordan nedbør kan forårsage sedimenttransport og erosion, eller vist, hvordan dette ville tage højde for forskellige funktioner observeret på overfladen. Som et resultat antyder denne undersøgelse også, at regionale variationer i overfladefunktioner kan være forårsaget af regionale variationer i nedbør.
Oven i det er denne undersøgelse en indikation af, at Jorden og Titan har endnu mere til fælles end tidligere antaget. På Jorden er kontraster i temperatur det, der fører til intense sæsonbestemte vejrbegivenheder. I Nordamerika forekommer tornadoer i det tidlige til det sene forår, mens det er snøstormer om vinteren. I mellemtiden er temperaturvariationer i Atlanterhavet det, der fører til, at orkaner dannes mellem sommeren og efteråret.
Tilsvarende ser det ud til, at alvorlige variationer i temperatur og fugtighed på Titan er det, der udløser ekstrem vejr. Når køligere, vådere luft fra de højere breddegrader interagerer med varmere, tørrere luft fra de nedre breddegrader, resulterer der i kraftige regnvejr. Disse fund er også vigtige, når det kommer til andre organer i vores solsystem, der har alluviale fans på dem - såsom Mars.
I sidste ende kan forståelsen af forholdet mellem nedbør og planetariske overflader føre til ny indsigt i den påvirkning klimaændringer har på Jorden og de andre planeter. En sådan viden vil også gøre en lang vej mod at hjælpe os med at afbøde de virkninger, det har her på Jorden, hvor ændringerne kun er unaturlige, men også pludselige og meget farlige.
Og hvem ved det? En dag kan det endda hjælpe os med at ændre miljøerne på andre planeter og kroppe og dermed gøre dem mere egnede til langsigtet menneskelig bosættelse (også kendt som terraforming)!
