Nieuw onderzoek suggereert dat stikstofexplosies diepe kraters sloegen die vervolgens gevuld werden met vloeibaar methaan.

Saturnus’ maan Titan telt talloze meren. In tegenstelling tot de meren op aarde zijn die van Titan echter niet gevuld met water, maar met vloeibaar methaan en ethaan. De meeste modellen die het ontstaan van deze meren beschrijven, stellen dat ze door het vloeibare methaan zelf zijn uitgekerfd. Het methaan zou de onderliggende grondlaag – bestaande uit ijs en vaste organische verbindingen – hebben opgelost, waardoor reservoirs ontstonden die vervolgens door het vloeibare methaan zijn opgevuld.

Omrande meren
Maar een nieuw onderzoek stelt nu dat deze theorie niet het ontstaan van alle meren op Titan kan verklaren. Op radarbeelden – gemaakt door ruimtesonde Cassini (zie kader hieronder) – hebben onderzoekers namelijk recent ontdekt dat sommige kleinere meren op de noordpool van Titan heel steile randen hebben die hoog boven zeespiegelniveau uittorenen. Dergelijke randen zijn lastig te verklaren als je ervan uitgaat dat de meren door vloeibaar methaan zijn uitgekerfd. En dus hebben onderzoeker een alternatieve verklaring bedacht voor de omrande, kleinere – hooguit enkele tientallen kilometers brede – meren op Titan: ze zijn het resultaat van explosies. “De morfologie (van de kleinere, omrande meren, red.) komt meer overeen met die van een inslagkrater, waarbij de rand gevormd wordt door materiaal dat vanuit het binnenste van de krater wordt weggeslingerd,” merkt onderzoeker Giuseppe Mitri op.


Cassini
Ruimtesonde Cassini werd in 1997 gelanceerd en arriveerde in 2004 bij Saturnus. Daar deed de sonde jarenlang onderzoek naar Saturnus zelf, de ringen en manen van de gasreus. Ook werden er diverse scheervluchten langs de manen van Saturnus gemaakt. Het was dan ook Cassini die ontdekte dat Titan meren bezat. Daarnaast ontdekte de ruimtesonde bergen en diepe met vloeibaar methaan gevulde valleien op de maan. Dat sommige meren op Titan omringd werden door scherpe, hoge randen ontdekte Cassini tijdens zijn laatste scheervlucht langs Titan, nu zo’n twee jaar geleden. Kort na die scheervlucht boorde Cassini zich in de atmosfeer van Saturnus, waarmee een einde kwam aan een prachtige ruimtemissie.

Explosie
Volgens Mitri en collega’s zijn de omrande meren ontstaan door opwarming van met vloeibaar stikstof gevulde reservoirs in de korst van Titan. Wanneer het vloeibare stikstof opwarmt, verandert het in een explosief gas dat kraters genereert, die zich vervolgens vullen met vloeibaar methaan. “Dit is een compleet andere verklaring voor de steile randen rond deze kleine meren,” aldus onderzoeker Linda Spilker.

Een artistieke impressie van een meer met steile, hoge randen die doen denken aan de randen van kraters. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech.

Klimaat
Het onderzoek komt keurig overeen met wat wetenschappers nu denken te weten over het klimaat van Titan. Aangenomen wordt dat dit klimaat gekenmerkt wordt door relatief warme en koude perioden. Op dit moment zou Titan zich al een half tot 1 miljard jaar in een relatief warme periode bevinden. Dat is te danken aan het feit dat de atmosfeer momenteel gedomineerd wordt door het broeikasgas methaan, dat de maan relatief warm houdt. Maar doordat atmosferisch methaan door de zon ingegeven processen wordt afgebroken, domineert het de atmosfeer van Titan niet altijd. Er zijn ook perioden waarin niet methaan, maar stikstof de dienst uitmaakt en het niet alleen kouder is op Titan, maar het ook stikstof regent. En dat stikstof kan in de ijskorst terecht komen, waar het zich in poeltjes net onder het oppervlak verzamelt. Als Titan vervolgens weer enigszins opwarmt, worden die poeltjes explosief. “Deze meren met steile, verhoogde randen zouden getuigen van een periode in de geschiedenis van Titan waarin er vloeibaar stikstof op het oppervlak en in de korst van de maan te vinden was,” aldus Mitri.

Het onderzoek laat zien dat door Cassini verzamelde data – ondanks dat de ruimtesonde al twee jaar niet meer actief is – nog altijd nieuwe ontdekkingen teweeg kunnen brengen. “Doordat wetenschappers uit de schat aan informatie, verzameld door Cassini blijven putten, vallen steeds meer puzzelstukjes op hun plaats,” aldus Spilker. “In de komende decennia zullen we het Saturnus-systeem steeds beter en beter gaan begrijpen.” Daarbij zijn onderzoekers volledig afhankelijk van het door Cassini verrichte werk; concrete plannen voor een nieuwe missie naar Saturnus zijn er vooralsnog niet.