Det regner metan på Titan

Saturns største måne Titan har geofysiske prosesser som ligner veldig mye på jorda, men prosessene skjer med andre materialer og annen kjemi, i et veldig annerledes miljø.

Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.

- Nå har vi nøkkelen til å forstå hva som former landskapet på Titan. Geologisk bevis for nedbør, erosjon, mekanisk nedsliping og annen elveaktivitet forteller at de fysiske prosessene som former Titan er mye de samme prosessene som former jorda, sier dr. Martin Tomasko, ESAs sjef for bilde- og spektralanalyseinstrumentene om bord på Huygens.

- Dette er veldig viktig for oss europeere. Vi er i utforskningsbransjen nå. Hallo Amerika! sier David Southwood, ESAs vitenskapsdirektør.

Flytende metan

Titan har en meget aktiv overflate. Selv om det er snakk om de samme geofysiske prosessene som vi kjenner fra jorda, er kjemien som er involvert ganske annerledes enn her nede.

"Her ser du en bildemosaikk av tre fotografier med en masse detaljer. Du ser en åsrygg som er rundt 100 meter høy, elveleier som samler seg i noe som ligner et elvedelta, og et mørkere, flatere og lavere område. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"
"Her ser du en bildemosaikk av tre fotografier med en masse detaljer. Du ser en åsrygg som er rundt 100 meter høy, elveleier som samler seg i noe som ligner et elvedelta, og et mørkere, flatere og lavere område. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"


 

Istedenfor flytende vann, har Titan flytende metan. Istedenfor stein av silikat, har Titan frossen vannis. Istedenfor skitt, slam eller jord, har Titan partikler av hydrokarboner som faller ut av atmosfæren og legger seg på overflaten. Istedenfor lava, spyr Titans vulkaner veldig kald is.

Målingene som Huygens har gjort i atmosfæren viser at metaninnholdet øker nær bakken. Dette tolkes som at det er flytende metan på overflaten og at det regner metan. Forskerne mener også å ha sett metankilder der flytende metan kommer til overflaten.

ESA presenterte nye vitenskapelige resultater på en direktesendt pressekonferanse på fredag.

Oksygen bundet opp i bakken

"Her ser du et enkeltbilde av et mørkt sletteområde på Titan. Bildet indikerer at noe har vært eller er flytende rundt de hvite øyene, som sannsynligvis stikker litt opp fra landskapet. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"
"Her ser du et enkeltbilde av et mørkt sletteområde på Titan. Bildet indikerer at noe har vært eller er flytende rundt de hvite øyene, som sannsynligvis stikker litt opp fra landskapet. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"

Atmosfæren på Titan er for det aller meste nitrogen, som på jorda, men den er rundt 50 prosent tykkere. Det er også mye metan i Titans atmosfære, men ikke noe oksygen.

Årsaken til at det ikke er noe oksygen i atmosfæren, er den kalde temperaturen. Alt oksygenet er bundet opp i den frosne vannisen på overflaten, som kan karakteriseres som Titans grunnfjell.

- Det er ingen tilgjengelig oksygenkilde, og det er vel og bra, for ellers ville Titan eksplodert for lenge siden, sier Toby Owen, atmosfæreforsker fra Institute of Astronomy på Honolulu i USA.

Landskap skåret ut i is

Landskapet på Titan er skåret ut i is. Isen er hard som stein når temperaturen blir så lav som den er på Titan (minus 179 grader celsius). Den finere sanden som Huygens har landet på er også sannsynligvis små, fine korn av is. Klumpene som synes på bildene tatt etter landingen, er ikke stein, men isklumper, riktignok harde som stein.

Fordi Huygens har tatt bilder med forskjellige kameraer fra forskjellige vinkler, kan forskerne regne seg frem til størrelsene på landskapsformasjonene. Bildene viser for eksempel en fjellrygg av is som er rundt 100 meter høy.

Den lave temperaturen er også årsaken til at metan (CH4) kan være flytende på overflaten av Saturns største måne.

Kommer fjellene på Titan til å smelte?

"Dette enkeltbildet viser to nye trekk ved overflaten på Titan. En lys strek indikerer et område hvor vannis kan ha blitt presset opp og utover overflaten. Du ser også korte, mørke kanaler som kan ha blitt dannet av kilder av flytende metan heller enn metanregn. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"
"Dette enkeltbildet viser to nye trekk ved overflaten på Titan. En lys strek indikerer et område hvor vannis kan ha blitt presset opp og utover overflaten. Du ser også korte, mørke kanaler som kan ha blitt dannet av kilder av flytende metan heller enn metanregn. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"

Metan er viktig av flere grunner. Det spiller den samme rollen for geologien som vann gjør på jorda, det er den viktigste bæreren av karbon, og det er det sentrale elementet i liv slik vi kjenner det. Karbon kan virkelig danne store, kompliserte molekyler.

Om ca. fire milliarder år vil sola begynne å utvide seg, og temperaturen i solsystemet vil øke. Jorda kan bli slukt av sola, eller i alle fall bli så varm at kloden blir ulevelig. På Titan, som er 1,3 milliarder kilometer lenger ute i solsystemet, kan det hende at vannisen begynner å smelte, at oksygenet blir frigitt, samtidig som månen har de grunnleggende byggesteinene for organiske molekyler.

Kanskje månen i en kortere periode blir vennlig nok til å være et godt sted for liv?

Hydrokarbon faller ut av atmosfæren

Sett utenfra er Titans overflate gjemt av en stratosfærisk dis som man tror dannes når sollyset bryter opp metanmolekyler og danner hydrokarbonpartikler som legger seg på overflaten.

Fordi sollyset bryter opp metanmolekylene i atmosfæren, ville det etter hvert blitt tomt for metan. At det fortsatt er metan i Titans atmosfære i dag, impliserer at det finnes en metankilde på planeten.

Som forskerne gjettet tidligere, har Titan altså noe som ligner jordas hydrologiske syklus, bare med metan istedenfor vann. Flytende metan like under overflaten mater kanskje en syklus av metanfordampning, skydannelse og metanregn.

Mørkt mot lyst materiale

"Titan sett fra Cassini. (Foto: NASA/JPL/Space Science Institute)"
"Titan sett fra Cassini. (Foto: NASA/JPL/Space Science Institute)"

Bildene som Huygens tok av den frosne månens overflate viser forgreininger av elveleier som ser ut til å være tørre. Forskerne sier imidlertid at det kan ha regnet for veldig kort tid siden, fordi fuktigheten sitter i bakken.

- I går regnet det ikke på Titan, men det vil sannsynligvis regne i morgen. Flytende metan finnes på overflante av Titan, og spiller den samme store rollen som vann gjør på jorda, sier Jean-Pierre Lebreton, ESAs sjefsforsker for Huygens.

Forskerne sier at det ikke fløt metan i elveleiene på Titan da Huygens landet der, men at det sannsynligvis har gjort det for ikke så lenge siden. De tror nemlig at det renner metan i dem når det regner. Det flytende metanet renner så ned i dammer og sjøer der det trekker ned i bakken, og sjøene tørker inn.

Metan vasker toppene

På bildene kan du se at åsryggene er lyse. Dette indikerer at mørkt, organisk materiale vaskes av toppene i landskapet og renner sammen med flytende metan ned i elvene når det regner. De lyse områdene kan altså være vannis som kommer opp i dagen etter at metanregnet har skylt over dem. Det samme mørke materialet legger seg i bunnen av elveleiene, slik at de ser ut som svarte forgreininger ut fra de lysere områdene på bildene.

På slettene har det flytende metanet sunket ned i bakken, og det mørke organiske materialet som har blir felt ut av atmosfæren på grunn av sollyset, har samler seg opp her.

Forskerne tror at Huygens har landet i et uttørket elveleie. Landingsområdet er nemlig midt mellom et lyst og et mørkt område.

Bakken var våt

"Dette bildet viser hvor Huygens sannsynligvis har landet, sett fra moderskipet Cassini. Huygens landet i den lille røde sirkelen, på grensa mellom et lyst og et mørkt område. Sirkelen viser det området Huygens har fotografert fra en høyde på 20 kilometer. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"
"Dette bildet viser hvor Huygens sannsynligvis har landet, sett fra moderskipet Cassini. Huygens landet i den lille røde sirkelen, på grensa mellom et lyst og et mørkt område. Sirkelen viser det området Huygens har fotografert fra en høyde på 20 kilometer. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"

Målingene fra instrumentet som ble stukket ned i bakken, viser at grunnen inneholdt mye væske. Da Huygens landet, var sonden fortsatt varm etter det friksjonsfulle møtet med månens atmosfære. Varmen spredte seg til bakken under sonden og måleinstrumentene om bord registrerte at utbrudd av metangass kokte ut av overflaten.


Dette funnet bekrefter at metan spiller en veldig viktig rolle for Titans geologi og atmosfæriske meteorologi - metan danner skyer og nedbør som eroderer og sliper på overflaten.

Det området Huygens har landet i, minner mer om tørre områder på jorda. Elveleiene kan være tørre mesteparten av tiden - men selv noen av de tørreste områdene på jorda er formet av vann.

Kryovulkanisme

Det er også mulig at andre regioner på Titan kan se helt annerledes ut. Når du ser månen på avstand er det stor variasjon og skarpe skiller mellom store og små, mørke og lyse områder. Det er i alle fall vanskelig å generalisere for mye om landskapet på Titan ut fra det man har sett fra det ene lille området Huygens har landet i. Månen kan til og med ha årstider.

ESA sier også at det gjort spennende funn av argon 40 på Titan, som indikerer at månen har hatt vulkansk aktivitet som har generert is og ammoniakk, og ikke lava som på jorda. Dette kalles kryovulkanisme.

Har funnet igjen dataene

Forskerne fortalte på fredag at de har klart å finne igjen mye av dataene man trodde hadde gått tapt på grunn av en kommunikasjonsfeil. Huygens hadde nemlig to radioantenner, og kunne sende informasjon tilbake til jorda via moderskipet Cassini ved hjelp av to radiokanaler - kanal A og B.

Kanal B sviktet, men det viste seg at feilen ikke var på Huygens, men om bord på Cassini. Huygens sendte på kanal B akkurat som den skulle. Det ser nå ut til at mye data som ikke ble overført via Cassini kan hentes ut fra det kombinerte radiosignalet fanget opp av de 18 radioteleskopene som lyttet på Huygens fra jorda.

Lenker:

ESA: Seeing, touching and smelling the extraordinarily Earth-like world of Titan
ESA: Cassini Huygens
NASA: Cassini-Huygens

Powered by Labrador CMS