Titan er Saturns store måne. Nogle har foreslået isvulkaner for at forklare visse træk på denne månes overflade. Men en tyk, stiv isskal ville gøre isvulkaner usandsynlige.
En analyse af tyngdekraften og topografidataene fra Saturns største måne, Titan, har afsløret uventede træk ved månens ydre isskal. Den bedste forklaring på fundene, sagde forfatterne, er, at Titans isskal er stiv, og at relativt små topografiske træk på overfladen er forbundet med store rødder, der strækker sig ind i det underliggende hav. Undersøgelsen offentliggøres i 29. august-udgaven af tidsskriftet Nature.
Cassini fangede dette billede af Saturn med dets største måne, Titan, i forgrunden den 29. august 2012. Kredit: NASA / JPL-Caltech / SSI
Anført af planetariske forskere Douglas Hemingway og Francis Nimmo ved University of California, Santa Cruz, anvendte undersøgelsen nye data fra NASAs Cassini-rumfartøj. Forskerne blev overrasket over at finde en negativ sammenhæng mellem tyngdekraften og topografisignalerne på Titan.
”Normalt, hvis du flyver over et bjerg, forventer du at se en stigning i tyngdekraften på grund af bjergens ekstra masse. Når du flyver over et bjerg på Titan, bliver tyngdekraften lavere. Det er en meget underlig observation, ”sagde Nimmo, en professor i jord- og planetvidenskab ved UC Santa Cruz.
For at forklare denne observation udviklede forskerne en model, hvor hver ujævnhed i topografien på overfladen af Titan udlignes af en dybere "rod", der er stor nok til at overvælde gravitationseffekten af ujævnen på overfladen. Roden er som et isbjerge, der strækker sig under isskallen ned i havet under den. "Fordi is er lavere densitet end vand, får du mindre tyngdekraft, når du har en stor del is der, end når du har vand," forklarede Nimmo.
En isbjerge, der flyder i vand, er i balance, og dens opdrift afbalancerer dens vægt. I denne Titan-model er rødderne, der strækker sig under ispladen, imidlertid så meget større end bulerne på overfladen, at deres opdrift skubber dem op mod ispladen. ”Det er som en stor strandkugle under isisen, der skubber på den, og den eneste måde at holde den under vandet er, hvis isisen er stærk,” sagde Hemingway, en doktorgradskandidat i planetarisk geofysik ved UCSC og hovedforfatter af papiret . ”Hvis store rødder er årsagen til den negative sammenhæng, betyder det, at Titans isskal skal have et meget tykt stift lag.”
Dette diagram af et tværsnit gennem Titans isskal viser funktioner, der kan forklare tyngdekraftsanomalien: en is med lav densitet skabt af regional basalfrysning; en stiv isskal, der modstår afbøjning opad; og overfladerforvitring, der holder topografien lille. (Billedkredit: D. Hemingway
Forskerne beregnet, at Titans isskal i denne model skulle have et stift lag på mindst 40 kilometer tykt. De fandt også, at der er behov for hundreder af meter overfladeerosion og afsætning for at redegøre for den observerede ubalance mellem de store rødder og den lille overfladetopografi. Resultaterne fra deres model svarer til estimater, der er opnået af geomorfologer, der studerer erosion af slagkratere og andre funktioner på Titan.
Disse fund har adskillige konsekvenser. For eksempel gør en tyk stiv isskal det meget vanskeligt at fremstille isvulkaner, som nogle har foreslået at forklare visse træk set på overfladen.
I modsætning til Jordens geologisk aktive skorpe genvindes Titans isskal ikke ved konvektion eller pladetektonik. "Det er bare at sidde der, og vejr og erosion virker på det, flytter ting rundt og deponerer sedimenter," sagde Nimmo. ”Det kan være som jordoverfladen ville være, hvis du slukkede pladetektonik.”
Forskerne er ikke sikre på, hvad der kunne have givet anledning til Titans topografiske træk med deres dybe rødder. Titans excentriske bane omkring Saturn genererer tidevand, der bøjer månens overflade og skaber tidevandsopvarmning, hvilket kan få variationer til at udvikle sig i isskaldets tykkelse, sagde Hemingway.
via University of California Santa Cruz