Titans sanddyner. Klicka för att förstora
När de först märkte de mörka ekvatorialregionerna på Titan trodde forskare att de kunde titta på hav av flytande metan. Bilderna visar enorma sanddyner som löper parallellt med varandra i hundratals kilometer. Saturnus kraftfulla tyngdkraft orsakar milda vindar på Titan, eventuellt transporterar sand från över månen och avsätter den runt ekvatorn.
Fram till för ett par år sedan trodde forskare att de mörka ekvatorialområdena i Titan kan vara flytande hav.
Nya radarbevis visar att de är hav - men hav av sanddyner som de i arabiska eller namibiska öknen, rapporterar en University of Arizona-medlem i Cassini-radarteamet och kollegor i Science (5 maj).
Radarbilder som togs när Cassini-rymdskeppet flög av Titan i oktober förra året visar sanddyner med en höjd på 100 meter som löper parallellt med varandra i hundratals mil vid Titans ekvatorn. Ett klittfält löper mer än 1500 km långt, säger Ralph Lorenz från UA: s Lunar and Planetary Laboratory.
"Det är bisarrt," sa Lorenz. ”Dessa bilder från en måne av Saturnus ser ut precis som radarbilder av Namibia eller Arabien. Titans atmosfär är tjockare än jordens, dess tyngdkraft är lägre, dess sand är verkligen annorlunda - allt är annorlunda förutom den fysiska processen som bildar sanddynerna och det resulterande landskapet. "
För tio år sedan trodde forskare att Saturns måne Titan är för långt från solen för att ha solstyrda ytvindar som är tillräckligt kraftfulla för att skulptera sanddyner. De teoretiserade också att de mörka regionerna vid Titans ekvatorn kan vara flytande etanhav som skulle fälla sand.
Men forskare har sedan dess fått veta att Saturnus kraftfulla tyngdkraft skapar betydande tidvatten i Titans atmosfär. Saturnus tidvatteneffekt på Titan är ungefär 400 gånger större än vår månas tidvattendrag på jorden.
Såsom först sett i cirkulationsmodeller för ett par år sedan sa Lorenz: ”Tidvattnet dominerar tydligen vindarna nära ytan eftersom de är så starka i atmosfären, topp till botten. Soldrivna vindar är starka bara högt upp. ”
Klitten sedd av Cassini-radaren är en viss linjär eller längsgående typ som är karakteristisk för sanddyner som bildas av vindar som blåser från olika riktningar. Tidvattnet får vind att ändra riktning när de driver vindar mot ekvatorn, sa Lorenz.
Och när tidvattenkombinationen kombineras med Titans väst-öst-zonvind, som radarbilderna visar, skapar den sanddyner i linje väst-öst förutom nära berg som påverkar lokal vindriktning.
"När vi såg dessa sanddyner i radar började det vara meningsfullt," sade han. ”Om man tittar på sanddynerna ser man att tidvatten kan blåsa sand runt månen flera gånger och bearbeta den till sanddyner vid ekvatorn. Det är möjligt att tidvatten bär mörka sediment från högre breddegrader till ekvatorn och bildar Titans mörka bälte. "
Forskarnas modell av Titan antyder tidvatten kan skapa ytvindar som når ungefär en mil per timme (en halv meter per sekund). "Trots att det är en väldigt mild vind, räcker det för att blåsa korn längs marken i Titans tjocka atmosfär och låg tyngdkraft," sa Lorenz. Titans sand är lite grovare men mindre tät än typisk sand på jorden eller Mars. "Dessa korn kan likna kaffegrut."
Den variabla tidvattenvinden kombineras med Titans väst-öst-zonvind för att skapa ytvindar som i genomsnitt är ungefär en mil per timme (en halv meter per sekund). Genomsnittlig vindhastighet är lite vilseledande, eftersom sanddyner inte skulle bildas på Jorden eller Mars med deras genomsnittliga vindhastigheter.
Oavsett om kornen är gjorda av organiska fasta ämnen, vattenis eller en blandning av båda är ett mysterium. Cassinis Visual and Infrared Mapping Spectrometer, ledd av UA: s Robert Brown, kan få resultat på sanddynsammansättning.
Hur sanden bildas är en annan märklig berättelse.
Sand kan ha bildats när flytande metanregn eroderade partiklar från isgrunden. Forskare trodde tidigare att det inte regnar tillräckligt på Titan för att erodera mycket berggrund, men de tänkte i termer av genomsnittlig nederbörd.
Observationer och modeller av Titan visar att moln och regn är sällsynta. Det betyder att enskilda stormar kan vara stora och fortfarande ge en låg genomsnittlig nederbörd, förklarade Lorenz.
När det UA-ledda Descent Imager / Spectral Radiometer (DISR) laget producerade bilder tagna under Huygens-sonden som landade på Titan i januari 2005 såg världen klyftor, strömmar och raviner i landskapet. Samma funktioner på Titan har sett med radar.
Dessa funktioner visar att när det regnar på Titan, regnar det i mycket energiska händelser, precis som i Arizona öknen, sa Lorenz.
Energiskt regn som utlöser blixtfloder kan vara en mekanism för att göra sand, tillade han.
Alternativt kan sanden komma från organiska fasta ämnen som produceras genom fotokemiska reaktioner i Titans atmosfär.
"Det är spännande att radaren, som främst är för att studera Titans yta, berättar så mycket om hur vindar på Titan fungerar," sade Lorenz. "Detta kommer att vara viktig information för när vi återvänder till Titan i framtiden, kanske med en ballong."
En internationell grupp av forskare är medförfattare till Science-artikeln, "The Sand Seas of Titan: Cassini Observations of Longitudinal Dunes." De är från Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, US Geological Survey - Flagstaff, Planetetary Science Institute, Wheeling Jesuit College, Proxemy Research of Bowie, Md., Stanford University, Goddard Institute for Space Studies, Observatoire de Paris, International Research School of Planetary Sciences, Universita 'd'Annunzio, Facolt di Ingegneria, Universit La Sapienza, Politecnico di Bari och Agenzia Spaziale Italiana. Jani Radebaugh och Jonathan Lunine från UA: s Lunar and Planetary Laboratory är bland medförfattarna.
Cassini-Huygens-uppdraget är ett samarbetsprojekt från NASA, Europeiska rymdorganisationen och den italienska rymdbyrån. Jet Propulsion Laboratory, en avdelning vid California Institute of Technology i Pasadena, hanterar uppdraget för NASA: s Science Mission Directorate, Washington. Cassini orbiter designades, utvecklades och monterades på JPL.
Originalkälla: UA News Release
