Titan är en tuff måne att studera tack vare sin otroligt tjocka och disiga atmosfär. Men när astronomer har kunnat smyga en topp under dess metanmoln, har de upptäckt några mycket spännande funktioner. Och några av dessa, intressant nog, påminner om geografiska drag här på jorden. Till exempel är Titan den enda andra kroppen i solsystemet som är känt för att ha en cykel där vätska växlas mellan ytan och atmosfären.
Exempelvis visade tidigare bilder från NASA: s Cassini-uppdrag indikationer på branta sidor i den norra polära regionen som tycktes vara fyllda med flytande kolväten, liknande floddalarna här på jorden. Och tack vare ny information som erhållits genom radar-altimetri har dessa kanjoner visat sig vara hundratals meter djupa och har bekräftat floder av flytande metan som strömmar genom dem.
Detta bevis presenterades i en ny studie med titeln "Vätskefyllda canyoner på Titan" - som publicerades i augusti 2016 i tidskriften Geofysiska forskningsbrev. Med hjälp av data som erhölls av Cassini radarhöjdmätare i maj 2013, observerade de kanaler i funktionen känd som Vid Flumina, ett dräneringsnät som är anslutet till Titans näst största kolvätehav i norr, Ligeia Mare.
Analys av denna information visade att kanalerna i denna region är branta sidor och mäter cirka 800 m (en halv mil) bred och mellan 244 och 579 meter djupa (800 - 1900 fot). Radarekoerna visade också starka ytreflektioner som indikerade att dessa kanaler för närvarande är fyllda med vätska. Förhöjningen av denna vätska var också i överensstämmelse med den för Ligeia Mare (inom en maring på 0,7 m), som i genomsnitt är cirka 50 m (164 ft) djup.
Detta överensstämmer med tron att dessa älvkanaler i området dränerar in i Ligeia Mare, vilket är särskilt intressant eftersom det är parallellt med hur djupt kanjonflodsystem tömmer i sjöar här på jorden. Och det är ännu ett exempel på hur den metanbaserade hydrologiska cykeln på Titan driver bildningen och utvecklingen av månens funktioner, och på sätt som påfallande liknar vattencykeln här på jorden.
Alex Hayes - biträdande professor i astronomi vid Cornell, direktören för rymdskeppsplaneteringsfaciliteten (SPIF) och en av författarna i tidningen - har genomfört åtskilliga studier av Titans yta och atmosfär baserat på radardata från Cassini. Som han citerades för att säga i en ny artikel av Cornell Chronicler:
”Jorden är varm och stenig, med vattenfloder, medan Titan är kallt och isigt, med floder av metan. Och ändå är det anmärkningsvärt att vi hittar sådana liknande funktioner på båda världarna. Kanjonerna i Titans norra är ännu mer förvånande, eftersom vi inte har någon aning om hur de bildades. Deras smala bredd och djup innebär snabb erosion när havsnivån stiger och sjunker i det närliggande havet. Detta ger upphov till en mängd frågor, till exempel vart gick allt det eroderade materialet? "
En bra fråga, eftersom det ger några intressanta möjligheter. I huvudsak är de funktioner som observeras av Cassini bara en del av Titans norra polära region, som täcks av stora stående kroppar flytande metan - den största av dessa är Kraken Mare, Ligeia Mare och Punga Mare. I detta avseende liknar regionen de iskylda fjordarna på jorden.
Förhållandena på Titan tillåter emellertid inte närvaron av glaciärer, vilket utesluter sannolikheten för att tillbakadragande islag kan ha snidit dessa kanjoner. Så detta väcker naturligtvis frågan, vilka geologiska krafter skapade denna region? Teamet drog slutsatsen att det bara fanns två troliga möjligheter - som inkluderade förändringar i höjden av floderna eller tektonisk aktivitet i området.
I slutändan gynnade de en modell där variationen i ythöjning av vätska drev kanjonbildning - även om de erkänner att både tektoniska krafter och variationer i havsnivå spelade en roll. Som Valerio Poggiali, en medarbetare i Cassini RADAR Science Team vid Sapienza University of Rome och huvudförfattaren till tidningen, berättade för Space Magazine via e-post:
”Vad kanjonerna på Titan egentligen betyder är att havsnivån tidigare var lägre och att erosion och kanjonbildning kunde äga rum. Därefter har havsnivån stigit och återfyllt kanjonerna. Detta sker antagligen under flera cykler, och eroderar när havsnivån är lägre, avsätter några när den är högre tills vi får de kanjoner vi ser idag. Så vad det betyder är att havsnivån troligen har förändrats i det geologiska förflutna och kanjonerna registrerar den förändringen för oss. ”
I detta avseende finns det många fler jordexempel att välja mellan, som alla nämns i studien:
"Exempel inkluderar Lake Powell, en reservoar vid Colorado River som skapades av Glen Canyon Dam; Georges River i New South Wales, Australien; och floden Nilen, som bildades när Medelhavet torkade under det sena Miocen. Stigande vätskenivåer i det geologiskt nyligen förflutna ledde till översvämningar av dessa dalar, med morfologier liknande de som observerades vid Vid Flumina. ”
Att förstå processerna som ledde till dessa formationer är avgörande för att förstå det aktuella tillståndet i Titans geomorfologi. Och denna studie är betydelsefull i det att den är den första att dra slutsatsen att floderna i Vid Flumina-regionen var djupa kanjoner. I framtiden hoppas forskargruppen att undersöka andra kanaler på Titan som observerades av Cassini för att testa sina teorier.
Återigen har vår utforskning av solsystemet visat oss hur konstigt och underbart det verkligen är. Förutom att alla dess himmelkroppar har sina egna speciella egendomar har de fortfarande mycket gemensamt med Jorden. När Cassini-uppdraget är klart (15 september 2017) kommer det att ha kartlagt 67% ytan på Titan med sitt RADAR-avbildningsinstrument. Vem vet vilka andra "jordliknande" funktioner den kommer att märka innan dess?
