Diep onder het rijkelijk met kraters bedekte oppervlak houdt zich mogelijk – heel stiekem – een relatief jonge en steeds dieper wordende oceaan schuil.
Tot die voorzichtige conclusie komen onderzoekers van het Southwest Research Institute nadat ze zich nog eens bogen over de totstandkoming van misschien wel het bekendste oppervlaktekenmerk van Saturnus’ maan Mimas: de Herschel-krater. Deze enorme krater heeft een doorsnede van zo’n 130 kilometer en drukt een enorm stempel op het uiterlijk van Mimas (een relatief klein maantje met een diameter van zo’n 400 kilometer). Simulaties van de totstandkoming van deze gigantische krater hinten er nu op dat de maan over een ijskap beschikt die steeds dunner wordt, waardoor eronder een steeds dieper wordende oceaan te vinden moet zijn.
Cassini
De eerste aanwijzingen dat er iets vreemds aan de hand was met Mimas – een maan die vanwege die immense Herschel-krater opvallend veel weg heeft van de Death Star uit Star Wars – kregen we van Cassini. De ruimtesonde cirkelde jaren rond Saturnus en bestudeerde de gasreus, zijn ringen en manen uitgebreid. En in haar nadagen ontdekte Cassini zo onder meer dat Mimas een beetje wiebelt. “Het suggereerde dat iets in het binnenste van de maan daaraan bijdroeg,” vertelt onderzoeker Adeene Denton aan Scientias.nl. En berekeningen suggereerden vervolgens dat de observaties misschien wel het beste te verklaren waren door een ondergrondse oceaan.
Europa en Enceladus
Het idee dat manen onder het oppervlak een oceaan kunnen herbergen, is niet helemaal nieuw. Zo zijn er overtuigende aanwijzingen dat bijvoorbeeld Jupiters maan Europa en Saturnus’ maan Enceladus een ondergrondse oceaan herbergen. Maar deze twee werelden doen daar niet heel geheimzinnig over. “Op de zuidpool van Enceladus bevinden zich geisers (die in de ondergrondse oceaan hun oorsprong lijken te vinden, red.) en Europa (…) bezit kraters die duidelijk beïnvloed worden door een forse oceaan die onder de niet al te dikke ijskap schuilgaat. Dus als je naar het oppervlak van deze manen kijkt, weet je vrijwel zeker dat er een oceaan te vinden is.” Maar op Death Star-maan Mimas ligt dat heel anders. “Er is geen duidelijke aanwijzing dat de maan een oceaan herbergt. Mimas lijkt meer op Mercurius dan op Europa of Enceladus. En daarom is het een heimelijke oceaanwereld; we moeten wat meer werk verzetten om bewijs voor een oceaan te vinden, omdat de ijskap deze in feite verbergt.”
Oceaan
En op jacht naar meer bewijs voor zo’n ondergrondse oceaan richtten Denton en collega’s zich dus op de Herschel-krater. Met behulp van computersimulaties bootsten ze de totstandkoming van deze krater na. Al snel ontdekten ze dat de vorm van de krater het beste gereproduceerd kon worden wanneer ze er in de simulaties van uitgingen dat er onder het oppervlak een oceaan te vinden is.
Steeds dieper
Daarnaast vonden ze echter ook aanwijzingen dat die oceaan groeiende is. Ze ontdekten namelijk dat de ijskap die Mimas bedekte ten tijde van de totstandkoming van de Herschel-krater maar liefst 55 kilometer dik moet zijn geweest. “Als de ijskap dunner zou zijn, zou het object dat op Mimas insloeg dwars door het ijs zijn geslagen en de onderliggende oceaan hebben blootgelegd,” legt Denton uit. “Dat is onrealistisch en komt bovendien niet overeen met de huidige morfologie van de krater, die gekenmerkt wordt door een grote centrale piek. Als het object dat op Mimas insloeg door het ijs zou zijn gebroken, zou zo’n centrale piek zich niet gevormd hebben.” Maar als de ijskap ten tijde van de vorming van de Herschel-krater zeker 55 kilometer dik moet zijn geweest, betekent dat ook dat deze sindsdien flink dunner is geworden. Observaties van Mimas en modellen die de temperatuur in het binnenste van de maan beschrijven, onthullen namelijk dat de ijskap vandaag de dag niet meer dan 30 kilometer dik is. Het hint er sterk op dat de ijskap van onderaf smelt. “Dat gebeurt waarschijnlijk van beneden vandaan omdat de plek waar de ijskap en oceaan elkaar raken, ook de plek is waar het ijs het warmst is,” aldus Denton.
Vervolgonderzoek
Hoewel de aanwijzingen dat Mimas iets te verbergen heeft, zich opstapelen, is veel meer data nodig om met zekerheid te kunnen concluderen dat de maan stiekem een oceaan herbergt. En eigenlijk zouden we de maan daartoe zelfs opnieuw van dichtbij onder de loep moeten nemen. Cassini kan dat helaas niet meer doen; de missie kwam in 2017 ten einde. Idealiter moeten we dus een nieuwe sonde naar Saturnus sturen. “We hebben meer data nodig! Met name ook geofysische data die een beter beeld geven van het binnenste van Mimas. Maar ook metingen van de warmte in het binnenste van de maan (…) zo zouden we gaandeweg meer informatie kunnen verzamelen over wat er onder het oppervlak schuilgaat.”
Jonge oceaan
Als de onderzoekers het bij het juiste eind hebben, zou de oceaan die Mimas stiekem herbergt minstens net zo oud zijn als de Herschel-krater. “Geschat wordt dat de krater minder dan 1 miljard jaar oud is en daarmee zien we deze als relatief jong. Ook de expansie van de oceaan zou dan dus geologisch gezien recent hebben plaatsgevonden,” stelt Denton.
Laatbloeier Mimas
En ook daarmee zou Mimas zich onderscheiden van bekendere oceaanwerelden als Europa en Enceladus. “Gedacht wordt dat oceaanwerelden beginnen als oceaanwerelden en dat vervolgens blijven. Europa heeft bijvoorbeeld waarschijnlijk altijd een oceaan gehad. Het idee dat Mimas in de laatste 1 miljard jaar te maken heeft gehad met een dunner wordende ijskap en een dikker wordende oceaan betekent dat de oceaan weleens later gevormd kan zijn dan de maan zelf. Wat weer betekent dat dit een nieuwe manier kan zijn om oceaanwerelden te creëren.”
Die oceaanwerelden worden doorgaans gezien als goede kandidaten voor buitenaards leven; in hun oceanen bevinden zich mogelijk alle ingrediënten voor het ontstaan en in standhouden van leven zoals wij dat kennen. Of Mimas in dit opzicht ook potentie heeft, is onduidelijk. “Ik ben geen astrobioloog,” erkent Denton. “Maar de langdurige aanwezigheid van een oceaan – in de orde van 1 miljard jaar – biedt in theorie zeker voldoende mogelijkheid voor de ontwikkeling van leven.”
