Op de resulterende geologische atlas zijn naast meren en duinen ook kraters, heuvels en ‘labyrinten’ te vinden.
Lang was het gissen wat zich onder de dikke, nevelachtige atmosfeer van Titan ophield. Maar een radarsysteem aan boord van ruimtesonde Cassini heeft daar de afgelopen decennia verandering in gebracht. De sonde – die jaren rond Saturnus cirkelde – scheerde meerdere malen langs de maan en bevestigde onder meer het bestaan van met vloeibaar methaan en ethaan gevulde meren op Titan. Ook onthulde Cassini rivierdalen en heuse bergen op Titan. En zo kregen we stukje bij beetje meer informatie over hoe het oppervlak van de maan – dat door die dikke atmosfeer aan het zicht wordt onttrokken – eruit zag. Wetenschappers hebben al die door Cassini verzamelde informatie nu gebundeld en komen met de eerste wereldwijde geologische kaart van Titan op de proppen.
Zes landschappen
De kaart onthult dat de meeste landschapsvormen op Titan in zes categorieën onder te verdelen zijn. Zo zijn er kraters, meren, duinen en laagvlaktes te vinden. Maar ook labyrinten en terreinen die de onderzoekers als ‘hummocky’ bestempelen. We vroegen onderzoeker Rosaly Lopes wat we ons daar precies bij moeten voorstellen. “Hummocky is een heuvelachtig en bergachtig terrein,” vertelt ze. En ook de labyrinten vragen om wat uitleg. “Het zijn sterk geërodeerde plateaus die doorkruist worden door rivieren. Ze lijken een beetje op karstlandschappen op aarde (landschappen die voortkomen uit oplossing van kalksteen in water, red.), maar we weten nog niet precies hoe ze op Titan ontstaan.”
De aanpak
De nieuwe kaart is zoals gezegd gebaseerd op data van Cassini, en dan met name data verzameld door het instrument dat kortweg wordt aangeduid als SAR, oftewel de Synthetic Aperture Radar. Met behulp van dit instrument bracht Cassini grofweg de helft van het oppervlak van Titan in beeld. Op basis van SAR-data konden de onderzoekers dus al de helft van de geologische kaart van Titan vullen. De grote uitdaging was nu om ook de andere helft van Titan in kaart te brengen. Daartoe deden de onderzoekers een beroep op data die andere (optische en infrarode) instrumenten aan boord van Cassini hadden verzameld. Ze legden de data die SAR voor de ene helft van Titan had verzameld naast de data die deze andere instrumenten voor dezelfde helft van Titan hadden verkregen. Zo konden ze bijvoorbeeld achterhalen hoe kraters, meren of bergachtige gebieden die reeds met zekerheid door SAR waren geïdentificeerd er in data van optische en infrarode instrumenten uitzagen. Vervolgens konden ze op basis van data van die optische en infrarode instrumenten ook conclusies trekken over de helft van Titan die niet door SAR was bestudeerd. “Het was veel werk,” vertelt Lopes aan Scientias.nl. En dat verklaart ook waarom deze geologische kaart pas twee jaar nadat Cassini een kamikazeduik in Saturnus’ atmosfeer maakte, gepubliceerd is.
Vlaktes
De geologische atlas van Titan geeft meer inzicht in deze bijzondere wereld. We vroegen Lopes wat haar daarbij het meest verrast heeft. “Dat zo’n groot deel van Titan bedekt wordt door vlaktes,” vertelt ze. “We wisten reeds dat vlaktes de meestvoorkomende landschapsvorm was in gebieden waarvan SAR-data voorhanden waren, maar toen we de kaart uitbreidden, verraste het me dat maar liefst 65 procent van het oppervlak uit vlaktes bestaat.” Je zou op basis daarvan bijna kunnen concluderen dat Titan een beetje saai is. Maar zover wil Lopes niet gaan. “Titan is fascinerend. Het is de enige plek in het zonnestelsel waar we (even afgezien van onze aarde, red.) stromende rivieren, meren en zeeën en enorme duingebieden aantreffen.”
Titan en de aarde
Wat de kaart dan ook vooral duidelijk maakt, is dat het het landschap van Titan in veel opzichten lijkt op dat van de aarde. “Ondanks de verschillen die er qua materialen, temperaturen en zwaartekrachtsvelden tussen Titan en de aarde zijn, zijn veel oppervlaktekenmerken op beide werelden vergelijkbaar en kunnen ze bovendien geïnterpreteerd worden als het resultaat van vergelijkbare geologische processen.” Net zoals landschappen op aarde het resultaat zijn van erosie, wordt ook het landschap op Titan gedomineerd door erosie door toedoen van wind en vloeistoffen. “Wij stellen dat Titan de aarde van de buitenste regionen van ons zonnestelsel is,” aldus Lopes. En net zoals je onze planeet onmogelijk saai kunt noemen, verdient ook Titan dat oordeel niet.
Gegroepeerd
Wat de eerste geologische atlas van Titan bovendien duidelijk maakt, is dat landschapsvormen gegroepeerd voorkomen. Zo wordt het gebied rond de evenaar gedomineerd door duingebieden, terwijl meren juist rond de polen worden aangetroffen. Het vertelt ons meer over de verschillende processen die op Titan spelen en deze landschappen letterlijk vorm geven. Je kunt dan denken aan de aanwezigheid van vloeibaar methaan – dat vanuit de atmosfeer op Titan valt, zich verzamelt in rivieren, uitmondt in meren en zeeën, om weer te verdampen en in de atmosfeer te belanden – maar ook de aanwezigheid van wind. Door landschapsvormen zoals door wind vormgegeven duinen en door vloeibaar methaan uitgesleten rivieren en bekkens te bestuderen, kunnen onderzoekers dus meer te weten komen over de methaancyclus en wind op Titan. “De kaart geeft ons een goed wereldwijd beeld van de geologie van Titan en kan tijdens vervolgonderzoek gericht op hoe de methaancyclus precies werkt, van pas komen.”
Maar wat de kaart bovenal bevestigt, is dat Titan bijzonder fascinerend is. “Titan heeft een actieve op methaan gebaseerde hydrologische cyclus die een complex geologisch landschap heeft vormgegeven en het oppervlak van Titan geologisch gezien tot één van de meest diverse oppervlakken in het zonnestelsel maakt,” concludeert Lopes.
