Veel rivieren op Titan eindigen niet in delta’s
De kustlijnen van de Aarde zijn fascinerende plekken waar vloeistoffen zich vermengen en materialen worden gevormd tot verschillende landvormen, zoals rivierdelta’s. Vergelijkbare actieve kustlijnen komen voor op de Saturnusmaan Titan, waar vloeibare koolwaterstoffen (methaan en ethaan) de plaats innemen van water. Het bestuderen van de kustlijn van Titan, met name rivierdelta’s, is echter een uitdaging vanwege de beperkte beeldgegevens en de onbekende aard van de materialen.
Om deze uitdagingen het hoofd te bieden ontwikkelden planeetwetenschappers van de Brown University, MIT en de Cornell University een nieuw model dat de kustlijnen van de Aarde simuleert alsof ze door de Cassini ruimtesonde van de NASA zijn waargenomen. Ze ontdekten dat grote landvormen op Titan met de juiste contrasten kunnen worden gedetecteerd. Vervolgens keerden ze terug naar Titan en brachten de kustlijnen opnieuw in kaart. Verrassend genoeg ontdekten ze dat veel van de rivieren op Titan niet in delta’s eindigen, in tegenstelling tot op Aarde, waar veel grote rivieren rivierdelta’s herbergen. Ze vonden ook ondergedompelde structuren op de zeebodem van Titan die wijzen op een veranderend zeeniveau en/of actieve stromingen onder het zeeoppervlak.
Volgens Dr. Sam Birch van de Brown University en hoofdauteur van het artikel is het als geomorfoloog nogal teleurstellend want delta’s zoveel van de geschiedenis van Titan zouden moeten bewaren.
Maar de afwezigheid van delta’s roept een hele reeks nieuwe vragen op want men gaat ervan uit dat als je rivieren en sedimenten hebt, je ook delta’s krijgt.
Maar Titan is een vreemde wereld. Het is een speeltuin voor het bestuderen van processen waarvan onderzoekers dachten dat ze die begrepen. Titan is de grootste van de 274 bevestigde manen van Saturnus. De dikke stikstof- en methaanatmosfeer zorgt voor een scala aan klimaat- en weersverschijnselen die lijken op die van de Aarde.
Titan heeft wolken, wind en regen, evenals rivieren, meren en zeeën. Maar in plaats van water bevatten de vloeibare lichamen op Titan methaan en ethaan, die vloeibaar zijn bij de koude oppervlaktetemperaturen van Titan.
Wetenschappers leerden over de vloeibare lichamen op Titan toen de Cassini-sonde er in 2006 langs vloog. Door met Cassini’s synthetische apertuurradar (SAR) door de dikke atmosfeer van Titan te kijken onthulde de ruimtesonde spinvormige analen en grote vlakke gebieden die overeenkwamen met grote vloeistofmassa’s.
Delta’s ontbraken echter grotendeels op de SAR-beelden van de Cassini – zelfs bij mondingen van grote rivieren. Het was echter niet duidelijk of delta’s echt ontbraken of dat ze gewoon niet in de SAR-gegevens van Cassini zichtbaar waren.
Dat is de vraag die Dr. Birch en zijn collega’s met hun nieuwe onderzoek probeerden te beantwoorden.
Het probleem met de SAR-gegevens van Cassini is dat ondiep vloeibaar methaan grotendeels transparant is in alle beelden. Dus hoewel de SAR-beelden de brede zeeën en rivierbeddingen konden zien is het moeilijker om kustgebieden met zekerheid te onderscheiden, omdat het moeilijk is te zien waar de kust eindigt en waar de zeebodem begint.
Voor hun onderzoek ontwikkelden de auteurs een numeriek model om te simuleren wat Cassini’s SAR zou zien als de sonde naar een landschap zou kijken dat wetenschappers goed kennen: de Aarde.
In het model werd het water in de rivieren en oceanen van de Aarde vervangen door de methaanvloeistof van Titan, die andere radar-absorberende eigenschappen heeft dan water.
In feite maakten de onderzoekers synthetische SAR-beelden van de Aarde die uitgaan van de eigenschappen van de vloeistof op Titan in plaats van die van de Aarde. Zodra men SAR-beelden ziet van een landschap dat ze goed kennen, kunnen ze teruggaan naar Titan en beter begrijpen waar ze naar kijken.
Ze ontdekten dat de synthetische SAR-beelden van de Aarde grote delta’s en vele andere grote kustlandschappen duidelijk weergaven. Als er delta’s zijn ter grootte van die bij de monding van bijvoorbeeld de Mississippi dan zouden ze die moeten zien. Als er grote barrière-eilanden en vergelijkbare kustlandschappen zijn zoals die overal langs de Amerikaanse Golfkust zichtbaar zijn dan zouden die ook op de SAR-beelden van Titan zichtbaar moeten zijn.
Maar toen de wetenschappers de Titan-beelden doornamen in het licht van hun nieuwe analyse kwamen ze er grotendeels niet uit. Afgezien van twee waarschijnlijk delta’s nabij de zuidpool van Titan.
Ze ontdekten dat slechts 1,3% van de grote rivieren op Titan die aan de kust uitmonden, delta’s hebben. Op Aarde daarentegen heeft bijna elke rivier van vergelijkbare grootte een delta.
Dit is niet helemaal duidelijk waarom Titan over het algemeen geen delta’s heeft. De vloeibare eigenschappen van de rivieren op Titan zouden ze perfect in staat moeten stellen om sediment te vervoeren en af te zetten.
Het zou kunnen dat de zeespiegel op Titan zo snel stijgt en daalt dat delta’s zich sneller over het landschap verspreiden dan dat ze zich op één plek kunnen vormen, wind en getijdenstromingen langs de kust van Titan spelen mogelijk ook een even grote rol bij het voorkomen van deltavorming.
En het ontbreken van delta’s is niet het enige mysterie dat het nieuwe onderzoek oproept. De nieuwe analyse van de SAR-gegevens van de Cassini van de kusten van Titan onthulde diepe kuilen van onbekende oorsprong in meren en zeeën.
De onderzoekers vonden ook diepe geulen op de bodem van de zeeën die lijken te zijn uitgesleten door rivierstromen, maar het is niet duidelijk hoe ze daar zijn gekomen.
Al deze verrassingen vereisen meer onderzoek om ze volledig te begrijpen, aldus Dr. Birch. “Dit is niet echt wat we verwachtten. Maar Titan doet dit vaak met ons. Ik denk dat dat het zo’n boeiende plek maakt om te bestuderen.”
Het onderzoek is in de Journal of Geophysical Research: Planets gepubliceerd.
Artikel: S.P.D. Birch et al. 2025. Detectability of Coastal Landforms on Titan with the Cassini RADAR. JGR Planets 130 (3): e2024JE008737; doi: 10.1029/2024JE008737
Eerste publicatie: 21 april 2025
Bron: sci-news