Titans sandklitter. Klik for at forstørre
Da de først bemærkede de mørke ækvatorregioner på Titan, troede forskerne, at de kunne se på havene af flydende metan. Billederne viser enorme klitter, der løber parallelt med hinanden i hundreder af kilometer. Saturns kraftige tyngdekraft forårsager blide vinde på Titan, eventuelt transporterer sand fra tværs af månen og afsætter det omkring ækvator.
Indtil for et par år siden troede forskere, at de mørke ækvatorregioner i Titan måske var flydende hav.
Nye radarbevis viser, at de er have - men hav af sandklitter som dem i de arabiske eller namibiske ørkener, rapporterer et University of Arizona-medlem af Cassini-radarteamet og kolleger i Science (5. maj).
Radarbilleder taget, da Cassini-rumfartøjet fløj af Titan i oktober sidste år, viser klitter på 100 fod (100 meter) høje, der løber parallelt med hinanden i hundreder af miles ved Titans ækvator. Et klitfelt løber mere end 1500 km lang, sagde Ralph Lorenz fra UAs Lunar and Planetary Laboratory.
”Det er bizart,” sagde Lorenz. ”Disse billeder fra en Saturn-måne ser ud som radarbilleder af Namibia eller Arabia. Titans atmosfære er tykkere end Jordens, dens tyngdekraft er lavere, sandet er bestemt anderledes - alt er anderledes undtagen for den fysiske proces, der danner klitterne og det resulterende landskab. ”
For ti år siden troede forskere, at Saturns måne Titan er for langt fra solen til at have solcelledrevne overfladevinde, der er kraftige nok til at forme sandklitter. De teoretiserede også, at de mørke regioner ved Titans ækvator muligvis er flydende ethanhav, der ville fange sand.
Men forskere har siden lært, at Saturns kraftige tyngdekraft skaber betydelige tidevand i Titans atmosfære. Saturns tidevandseffekt på Titan er cirka 400 gange større end vores månes tidevandstræk på Jorden.
Som det først blev set i cirkulationsmodeller for et par år siden, sagde Lorenz: ”Tidevand dominerer tilsyneladende vindene i nærheden af overfladen, fordi de er så stærke i atmosfæren, top til bund. Solstyrede vinde er kun stærke højt op. ”
Klitterne set ved Cassini-radaren er en bestemt lineær eller langsgående type, der er karakteristisk for klitter dannet af vinde, der blæser fra forskellige retninger. Tidevandene får vinden til at ændre retning, når de kører vind mod ækvator, sagde Lorenz.
Og når tidevandvinden kombineres med Titans vest-til-øst-zonal vind, som radarbillederne viser, skaber det klitter, der er justeret næsten vest-øst undtagen nær bjerge, der har indflydelse på lokal vindretning.
”Da vi så disse klitter i radar, begyndte det at give mening,” sagde han. ”Hvis man ser på klitterne, ser man tidevandsvindene blæser sand rundt om månen flere gange og bearbejde det til klitter ved ækvator. Det er muligt, at tidevandsvindene bærer mørke sedimenter fra højere breddegrader til ækvator og danner Titans mørke bælte. ”
Forskernes model af Titan antyder tidevand kan skabe overfladevind, der når ca. en kilometer i timen (en halv meter i sekundet). ”Selvom dette er en meget blid vind, er dette nok til at sprænge korn langs jorden i Titans tykke atmosfære og lave tyngdekraft,” sagde Lorenz. Titans sand er lidt grovere, men mindre tæt end typisk sand på Jorden eller Mars. ”Disse korn ligner muligvis kaffegrunde.”
Den variable tidevand kombineres med Titans vest-til-øst-zonal vind for at skabe overfladevind der gennemsnitligt er cirka en kilometer i timen (en halv meter i sekundet). Gennemsnitlig vindhastighed er lidt vildledende, fordi sandklitter ikke ville dannes på Jorden eller Mars med deres gennemsnitlige vindhastigheder.
Hvorvidt kornene er lavet af organiske faste stoffer, vandis eller en blanding af begge dele er et mysterium. Cassinis Visual and Infrared Mapping Spectrometer, ledet af UAs Robert Brown, kan muligvis få resultater med sanddynesammensætning.
Hvordan sandet dannede er en anden ejendommelig historie.
Sand kan have dannet sig, når flydende metanregn eroderede partikler fra isgrunden. Forskere troede tidligere, at det ikke regner nok på Titan til at erodere meget grundfjeld, men de tænkte med hensyn til gennemsnitligt regn.
Observationer og modeller af Titan viser, at skyer og regn er sjældne. Det betyder, at individuelle storme kunne være store og stadig give et lavt gennemsnitligt regn, forklarede Lorenz.
Da det UA-ledede Descent Imager / Spectral Radiometer (DISR) team producerede billeder taget under Huygens-sonden, der landede på Titan i januar 2005, så verden kløfter, strømme og kløfter i landskabet. Disse samme funktioner på Titan er blevet set med radar.
Disse funktioner viser, at når det regner på Titan, regner det i meget energiske begivenheder, ligesom det gør i Arizona-ørkenen, sagde Lorenz.
Energisk regn, der udløser flash oversvømmelser, kan være en mekanisme til at fremstille sand, tilføjede han.
Alternativt kan sandet komme fra organiske faste stoffer produceret ved fotokemiske reaktioner i Titans atmosfære.
”Det er spændende, at radaren, der hovedsageligt er at studere Titans overflade, fortæller os så meget om, hvordan vinde på Titan fungerer,” sagde Lorenz. ”Dette vil være vigtig information for, når vi vender tilbage til Titan i fremtiden, måske med en ballon.”
En international gruppe af videnskabsmænd er medforfattere til videnskabsartiklen, "The Sand Seas of Titan: Cassini Observations of Longitudinal Dunes." De er fra Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, US Geological Survey - Flagstaff, Planetary Science Institute, Wheeling Jesuit College, Proxemy Research of Bowie, Md., Stanford University, Goddard Institute for Space Studies, Observatoire de Paris, International Research Skolen for planetariske videnskaber, Universita 'd'Annunzio, Facolt di Ingegneria, Universit La Sapienza, Politecnico di Bari og Agenzia Spaziale Italiana. Jani Radebaugh og Jonathan Lunine fra UAs Lunar and Planetetary Laboratory er blandt medforfatterne.
Cassini-Huygens-missionen er et samarbejdsprojekt fra NASA, Det Europæiske Rumfartsagentur og det italienske rumfartsagentur. Jet Propulsion Laboratory, en afdeling fra Californien Institut for Teknologi i Pasadena, administrerer missionen for NASAs Science Mission Directorate, Washington. Cassini orbiter blev designet, udviklet og samlet på JPL.
Original kilde: UA News Release
