Welkom in het Lake District van Titan. Als je dit gebied in de buurt van de noordpool van Saturnus’ grootste maan bezoekt, dan zou het je ongetwijfeld bekend voorkomen. Sommige meren zijn er minimaal honderd meter diep, andere zijn een soort spookmeren die zich om de zoveel tijd vullen en daarna weer leeglopen, zoals woestijnenmeren op aarde.
‘De meren en zeeën op Titan hebben een erg vergelijkbare samenstelling’, zegt Marco Mastrogiuseppe van het California Institute of Technology. ‘Dat is anders dan op aarde, waar de zee zout is en meren zoet. Wat juist wel vergelijkbaar is met de aarde is dat je er regen hebt die de meren vult, waarna het onder het oppervlak weer wegvloeit.’
In plaats van een watercyclus heeft Titan een koolwaterstofcyclus, met vloeibare methaan en ethaan. Met radargegevens van het laatste bezoek dat ruimtevaartuig Cassini in 2017 aan de maan bracht, hebben Mastrogiuseppe en zijn collega’s de vorm en diepte van zeven van Titans diepe meren in kaart gebracht. Eentje heeft de vorm van een S, een ander lijkt een beetje op een zeepaardje en weer een ander was zo rijk aan methaan dat de onderzoekers zelfs de bodem van het meer konden waarnemen. Die helt geleidelijk naar beneden tot zo’n 100 meter onder het oppervlak.
Er is meer onderzoek nodig naar het effect van ruimtevaart op het brein
Om veilig te ruimtereizen, moeten we in beeld krijgen hoe een leven zonder aardse zwaartekracht de hersenen beïnvloedt, stelt Elisa Raffaella Ferrè.
Karstlandschap
‘We kwamen er pas achter dat we dit soort metingen konden doen nadat Cassini al lang en breed onderweg was en de aarde had verlaten’, zegt hij. We hadden nog geen idee dat de radar diepte kon meten, omdat we de samenstelling van de vloeistof niet kenden. Maar ze bestaan dus voornamelijk uit methaan, wat doorzichtig is voor radiostralen.’
De onderzoekers ontdekten ook dat het oppervlak van deze diepe meren zich honderden meters boven zeeniveau bevindt, wat erop wijst dat ze worden gevoed door regenval. Mogelijk vormen ze volgens een proces dat op aarde leidt tot een zogeheten karstlandschap, zegt Mastrogiuseppe. Gesteente lost op en spoelt ondergronds weg, waarna het een bassin achterlaat dat weer wordt gevuld door regen of grondwater.
Het team zag geen bewijzen voor stroompjes of rivieren, wat erop wijst dat de optredende drainage waarschijnlijk in zijn geheel onder het oppervlak plaatsvindt. Helemaal uitsluiten konden de onderzoekers het bestaan van stroompjes en rivieren niet, omdat ze ook te smal kunnen zijn voor de resolutie van Cassini’s instrumenten.
Spookmeren
Shannon MacKenzie van de Johns Hopkins-universiteit in Maryland gebruikte voor een ander onderzoek eveneens gegevens van Cassini. Zij en haar team gebruikten zowel radar- als optisch beeld en maten daarmee kustlijnveranderingen van ondiepe meren in het merengebied van Titan.
Ze ontdekten drie ‘spookmeren’ die verdwenen tijdens Cassini’s missie. Een van de meren stroomde leeg tussen twee bezoekjes van Cassini in juli en oktober 2006, en twee andere leken een lage waterstand te hebben in 2006 en bleken in 2013 opgedroogd.
Dit bevestigt dat verdamping en drainage er een seizoenspatroon op nahouden, zegt MacKenzie. Het is aannemelijk dat dit ook geldt voor diepere meren, voegt ze toe, hoewel we het daar nog niet hebben gedetecteerd. Dat komt doordat deze meren aan de rand omgeven zijn door een soort wallen. Je kunt het een beetje vergelijken met hoe moeilijk het is om water te zien verdampen vanuit een emmer vergeleken met het geheel zien verdampen van een kleine plas water op de grond.
Radar vs. infrarood
‘Ze hebben deze verandering waargenomen over een periode van zo’n zevenenhalf jaar. Da’s behoorlijk rap’, zegt Rajani Dhingra van de universiteit van Idaho, die niet betrokken was bij het onderzoek. ‘We weten nu dat het oppervlak van Titan blijkbaar zo poreus is dat een meer van aanzienlijke diepte zichzelf in zeven jaar helemaal kan legen.’ Ze wijst er wel op dat de onderzoekers twee verschillende meetmethoden hebben gebruikt om tot hun conclusie te komen. Ze namen het meer in gevulde staat waar met radar, terwijl ze het in lege staat zagen met infrarood.
‘Het is betrouwbaarder wanneer je voor beide hetzelfde instrument gebruikt, maar meer gegevens dan deze hebben we niet. Ze moesten roeien met de riemen die ze hadden’, zegt Dhingra.
‘Een van de voorbehouden die je moet maken is dat we nu weliswaar een sterk argument hebben voor de aanwezigheid van vloeistoffen op basis van de radargegevens, maar we niet kunnen uitsluiten dat het in plaats daarvan om de eerste waarneming van een geheel nieuw soort sediment gaat met onverwachte eigenschappen’, zegt MacKenzie. Voor een definitieve bevestiging zijn reflectiegegevens nodig van het oppervlak – waarvoor een nieuwe missie naar Titan nodig is.
De onderzoeken van Mastrogiuseppe en MacKenzie zijn gepubliceerd in Nature Astronomy.