Ook in de meren op Saturnus’ maan Titan ontstaan laagjes
Op Saturnus maan Titan zijn talloze meren te vinden. Maar in tegenstelling tot de meren op aarde zijn die van Titan echter niet gevuld met water, maar met vloeibaar methaan, ethaan en stikstof. Onderzoekers hebben nu in een nieuwe studie toch een opvallende overeenkomst tussen de meren van Titan en de aarde ontdekt. Want ook in de meren op Saturnus’ maan Titan ontstaan laagjes.
Op aarde ontstaan de verschillende lagen water als reactie op temperatuur. Wanneer verschillende delen van een meer verschillende dichtheden hebben, zal de lichtere laag op de zwaardere laag drijven. Deze gelaagde meren kom je voornamelijk in de zomer in gematigde klimaten tegen, omdat de zon het oppervlak van een meer verwarmt. Het water zet uit en de dichtheid neemt af. Hierdoor ontstaat er een laag water die letterlijk op het koelere water eronder drijft.
Onderzoekers hebben nu ontdekt dat ook in Titan’s meren laagjes ontstaan. Op Titan werkt het proces echter een beetje anders. Daar worden de laagjes gevormd vanwege een vreemde chemische reactie tussen de oppervlaktevloeistoffen en de atmosfeer. De laagjes ontstaan dus niet zoals op aarde als het water opwarmt en uitzet. In plaats daarvan kan atmosferische stikstof in vloeistoffen in oppervlaktewater oplossen. En door deze wisselwerking ontstaan er verschillende lagen.
Omdat vloeibaar methaan een lagere dichtheid heeft dan vloeibaar ethaan, vermoedde men in eerste instantie dat het methaan in Titan’s meren bovenop het vloeibare ethaan zou drijven. Maar de onderzoekers tonen aan dat dit niet per se zo hoeft te zijn. Door de vreemde wisselwerking tussen atmosferische stikstof en methaan, kan methaan ervoor zorgen dat er bij lage temperaturen meer stikstof oplost. En dat betekent dat de dichtheid van methaan toeneemt en mogelijk zelfs zwaarder wordt dan ethaan. “We concentreerden ons op kleine, ondiepe meren die zich vullen wanneer het op Titan regent”, legt onderzoeker Jordan Steckloff uit. “We ontdekten dat bij lage temperaturen, een ethaan verrijkte laag bovenop een methaanrijke laag drijft.” Waarom dit bijzonder is? Het onderzoek toont aan hoe dynamisch Titan eigenlijk is. “Meren op Titan zijn meer dan alleen plassen gevuld met natuurlijke gassen”, zegt Steckloff. “Het zijn dynamische plekken waar complexe fysische processen plaatsvinden.” Bovendien blijkt maar weer dat deze verre en vreemde wereld meer overeenkomsten met de aarde vertoont dan je zou denken. Ondanks de ijskoude oppervlaktetemperaturen van zo’n -180 graden Celsius, lijkt Titan met zijn meren, rivieren en regen best veel op onze thuisplaneet. En andersom dus ook. “De aarde is de meest Titan-achtige planeet die we kennen”, zegt Steckloff. “Net als Titan heeft de aarde dynamische meren. Soortgelijke processen komen voor op beide hemellichamen. En dit toont aan dat complexe gedrag van meren door slechts een paar eenvoudige processen wordt geregeld.”
Saturnus’ maan Titan is het enige hemellichaam in ons zonnestelsel dat net als de aarde stabiele vloeistof op het oppervlak heeft. Aan de oostelijke kant van Titan herbergt de maan zelfs grote zeeën en aan de westkant bevinden zich kleine meren. Eerder onderzoek toonde aan dat deze meren verrassend diep zijn. Zo blijken sommige wel 100 meter diep te reiken. Het feit dat de meren klein zijn – slechts enkele tientallen kilometers breed – maar heel diep, vertelt de onderzoekers ook iets meer over hun geologie. Het suggereert namelijk dat ze waarschijnlijk zijn gevormd toen het omringende gesteente van ijs en vaste organische stoffen chemisch oploste en instortte. Ook op aarde komt dit voor. Soortgelijke meren staan bekend als ‘karstische meren’. Ze komen voor in Duitsland, Kroatië en de Verenigde Staten en vormen zich wanneer kalksteen op de bodem aangetast wordt door water.
Door de vele gelijkenissen tussen Titan en de aarde, rijst natuurlijk de vraag of er op Titan mogelijk ook leven te ontdekken is. En hoe kun je dat beter uitzoeken dan door een missie naar Saturnus’ maan? We moeten nog een paar jaar wachten, maar dan zal in 2026 de drone Dragonfly het luchtruim kiezen. In acht jaar tijd zal deze drone naar Titan afreizen om te onderzoeken of er leven op de maan mogelijk is. De bedoeling is dat Dragonfly verschillende locaties zal aandoen om monsters te nemen. De instrumenten aan boord van Dragonfly zullen vervolgens bestuderen hoe ver de prebiotische processen op alle aangedane plekke gevorderd zijn.
(Scientias)