Ekstreme metanregnstorme ser ud til at have en nøglerolle i udformningen af ​​Titans iskolde overflade

Titan, den største af Saturns mere end 60 måner, har overraskende intense regnbyger, ifølge forskning udført af et hold af UCLA planetariske videnskabsmænd og geologer. Selvom stormene er relativt sjældne - de forekommer mindre end én gang pr. Titan-år, hvilket er 29 og et halvt jordår - de forekommer meget hyppigere end forskerne forventede.

"Jeg ville have troet, at det her ville være en gang i årtusinde begivenheder, hvis selv det, " sagde Jonathan Mitchell, UCLA lektor i planetarisk videnskab og en senior forfatter af forskningen, som blev offentliggjort 9. oktober i tidsskriftet Natur Geovidenskab . "Så det er noget af en overraskelse."

Stormene skaber massive oversvømmelser i terræn, der ellers er ørkener. Titans overflade ligner påfaldende Jordens, med strømmende floder, der løber ud i store søer og have, og månen har stormskyer, der bringer årstidens, monsunlignende regnskyl, sagde Mitchell. Men Titans nedbør er flydende metan, ikke vand.

"De mest intense metanstorme i vores klimamodel dumper mindst en fod regn om dagen, som kommer tæt på, hvad vi så i Houston fra orkanen Harvey i sommers, " sagde Mitchell, hovedefterforskeren af ​​UCLA's Titan-forskningsgruppe for klimamodellering.

Sean Faulk, en UCLA kandidatstuderende og undersøgelsens hovedforfatter sagde, at undersøgelsen også fandt ud af, at de ekstreme metanregnstorme kan præge månens iskolde overflade på nogenlunde samme måde, som ekstreme regnbyger former Jordens stenede overflade.

På jorden, intense storme kan udløse store strømme af sediment, der spredes til lave lande og danner kegleformede træk kaldet alluviale vifter. I den nye undersøgelse, UCLA-forskerne fandt, at regionale mønstre af ekstrem nedbør på Titan er korreleret med nylige påvisninger af alluviale fans, tyder på, at de er dannet af intense regnbyger.

Fundet demonstrerer den rolle, ekstrem nedbør spiller i udformningen af ​​Titans overflade, sagde Seulgi Moon, UCLA assisterende professor i geomorfologi og en co-senior forfatter af papiret. Moon sagde, at princippet sandsynligvis gælder for Mars, som har sine egne store alluviale fans, og til andre planetariske legemer. Større forståelse af forholdet mellem nedbør og de planetariske overflader kan føre til ny indsigt om klimaændringernes indvirkning på Jorden og andre planeter.

Titans alluviale fans blev opdaget af et radarinstrument på Cassini-rumfartøjet, som begyndte at kredse om Saturn i slutningen af ​​2004. Cassini-missionen sluttede i september 2017, da NASA programmerede det til at dykke ned i planetens atmosfære som en måde at ødelægge rumfartøjet sikkert på.

Juan Lora, en UCLA-postdoc og en medforfatter af papiret, sagde Cassini har revolutioneret videnskabsmænds forståelse af Titan.

Selvom Titans alluviale fans er en ny opdagelse, videnskabsmænd har haft øjne på månens overflade i årevis. Kort efter Cassini nåede Saturn, radar og andre instrumenter viste, at enorme klitter dominerede Titans lavere breddegrader, mens søer og have dominerede dens højere breddegrader. UCLA-forskerne fandt ud af, at de alluviale fans for det meste er placeret mellem 50 og 80 graders breddegrad - tæt på centrum af månens nordlige og sydlige halvkugle, men generelt lidt tættere på polerne end på ækvator.

Sådanne variationer i overfladetræk antyder, at månen har tilsvarende regionale variationer i nedbør, fordi nedbør og efterfølgende afstrømning spiller en nøglerolle i at erodere land og fylde søer, mens fraværet af nedbør fremmer dannelsen af ​​klitter.

Tidligere modeller har vist, at flydende metan generelt koncentrerer sig på Titans overflade på højere breddegrader. Men ingen tidligere undersøgelse havde undersøgt adfærden af ​​ekstreme nedbørshændelser, der kunne være i stand til at udløse større sedimenttransport og erosion, eller vist deres forbindelse til overfladeobservationer.

Forskerne brugte primært computersimuleringer til at studere Titans hydrologiske cyklus, fordi observationer af faktisk nedbør på Titan er vanskelige at opnå, og fordi, givet længden af ​​hvert år på Titan, Cassini observerede kun månen i tre årstider. De fandt ud af, at mens regn for det meste akkumuleres nær polerne, hvor Titans store søer og have er placeret, de mest intense regnbyger forekommer nær 60 graders breddegrad – netop den region, hvor alluviale vifter er mest koncentreret.

Undersøgelsen tyder på, at de intense storme udvikler sig på grund af de skarpe forskelle mellem de vådere, køligere vejr på de højere breddegrader og jo tørrere, varmere forhold på de lavere breddegrader. Lignende temperaturkontraster på Jorden producerer intense cykloner på de midterste breddegrader, hvilket er det, der skaber de storme og snestorme, der er almindelige i vintermånederne i store dele af Nordamerika.