Cassini-vy över Titans disiga atmosfär. Klicka för att förstora.
Titan är unik i solsystemet med sin metanrika atmosfär. De tror att denna metanskorpa flyter ovanpå ett hav av flytande vatten blandat med ammoniak. Denna pågående utgasning av metan toppade troligen hundratals miljoner år sedan, och nu är den på en långsam, stadig nedgång.
Data från ESA: s Huygens-sond har använts för att validera en ny modell för utvecklingen av Titan, Saturns största måne, som visar att dess metanförsörjning kan vara inlåst i en slags metanrik is.
Närvaron av metan i Titans atmosfär är en av de stora gåtorna som NASA / ESA / ASI Cassini-Huygens uppdrag försöker lösa.
Titan avslöjades förra året för att ha spektakulära landskap som tydligen ristats av vätskor. Cassini-Huygens uppdrag visade också att det trots allt inte finns mycket flytande metan kvar på månens yta, och det är därför inte klart var den atmosfäriska metangasen kommer från.
Med hjälp av Cassini-Huygens-fynd har en modell för Titans utveckling, med fokus på källan till Titans atmosfäriska metan, utvecklats i en gemensam studie av University of Nantes, Frankrike och University of Arizona i Tucson, USA.
"Denna modell är i överensstämmelse med de observationer som hittills gjorts av både Huygens-sonden som landade på Titan den 14 januari 2005 och fjärranalysinstrumenten ombord på Cassini-rymdskeppet," sade Gabriel Tobie, från Laboratoire de Planetologie et Geodynamique de Nantes , och huvudförfattare till en artikel i Nature.
Det finns en skillnad mellan vulkanism på jorden och 'kryovolkanism' på Titan. Vulkaner på Titan skulle involvera issmältning och avgasning av is, vilket är analogt med silikatvulkanism på jorden, men med olika material.
Metan, som spelade en roll på Titan som liknar vatten på jorden, skulle ha släppts under tre avsnitt: en första efter tillträdes- och differentieringsperioden, en andra avsnitt för cirka 2000 miljoner år sedan när konvektion startade i silikatkärnan och en geologiskt nyligen ett (senast för 500 miljoner år sedan) på grund av förbättrad kylning av månen genom konvektion i fast tillstånd i den yttre skorpan.
Detta innebär att Titans metanförsörjning kan lagras i en slags metanrik is. Forskarna föreslår att isen, kallad "klatrathydrat", bildar en skorpa ovanför ett hav av flytande vatten blandat med ammoniak.
"Eftersom metan bryts ned av ljusinducerade kemiska reaktioner under en tidsskala på tiotals miljoner år, kan det inte bara vara en rest av atmosfären när Titan själv bildades, och den måste fyllas på ganska regelbundet," sade Tobie.
"Enligt vår modell, under den sista utgasningsepisoden, induceras dissociationen av metanklatrat och därmed frisättning av metan av termiska avvikelser i den iskalla skorpan, som genereras genom kristallisation i det inre havet," sade Tobie.
”Eftersom denna kristallisation började förhållandevis nyligen (för 500 till 1000 miljoner år sedan), förväntar vi oss att ammoniakvattenhavet fortfarande finns några tiotals kilometer under ytan och att metanutgassing fortfarande fungerar. Även om utgasningsgraden förväntas minska nu (den toppade för cirka 500 miljoner år sedan), bör frisläppandet av metan genom kryovolkanutbrott fortfarande ske på Titan, ”förklarade Tobie.
”Delar av klatratskorpan kanske värms upp från tid till annan av" kryovolkanisk "aktivitet på månen, vilket får den att släppa ut metan i atmosfären. Dessa utbrott kan producera tillfälliga flöden av flytande metan på ytan, vilket står för de flodliknande funktionerna på Titans yta.
"Cassinis instrument, i synnerhet dess synliga och infraröda kartläggningspektrometer (VIMS), bör upptäcka ett ökande antal kryovolkaniska funktioner och, om vi har tur, så småningom kan upptäcka utbrott av metan," tillade Tobie.
Om de har rätt, säger forskarna, så skulle Cassini och framtida uppdrag till Titan också kunna upptäcka existensen av deras möjliga flytande vatten-ammoniakhav.
Senare i uppdraget kommer Cassini själv att göra mätningar som kommer att bekräfta (eller inte) närvaron av det inre vattenhavet, och även förekomsten av en stenig kärna.
Originalkälla: ESA News Release
