NASA/JPL Wissenschaftler glauben, sie könnten ein seit langem bestehendes Rätsel um die hoch aufragenden Sanddünen von gelöst haben Titan – Saturns größter Mond – und die Antwort ist eine bemerkenswerte Erinnerung daran, wie unterschiedlich das Gelände ist fremde Welten kann sein.
Titan Die Dünen stehen bis zu 100 Meter (fast 300 Fuß) hoch, aber während die vorherrschenden Winde auf Titan von Osten nach Westen wehen der Mond Auf der Oberfläche haben die Dünen die Form, als wären sie aus dem Westen geweht . Jetzt glauben die Forscher zu wissen, warum: Die Dünen könnten aus elektrifizierten Sandpartikeln bestehen, die wie eine Art kiesiges außerirdisches Play-Doh zusammenklumpen.
„Wenn man Getreidehaufen schnappen und auf Titan eine Sandburg bauen würde, würde diese aufgrund ihrer elektrostatischen Eigenschaften vielleicht wochenlang zusammenbleiben.“ sagt der Geophysiker Josef Dufek von Georgia Tech.
„Jedes Raumschiff, das in Regionen mit körnigem Material auf Titan landet, wird es schwer haben, sauber zu bleiben.“ „Stellen Sie sich vor, Sie stecken eine Katze in eine Kiste voller Erdnüsse.“
Wissenschaftler versuchen seit Jahren zu erklären, wie sich die Sanddünen des Titanen scheinbar in den Wind neigen, wobei sich die meisten Forscher darauf konzentrieren abtrünnige außerirdische Winde Bildhauerei der Formationen, möglicherweise darauf zurückzuführen heftige Methanstürme tobt in der Mondatmosphäre.
Dufek und sein Team verfolgten einen anderen Ansatz und stellten die Hypothese auf, dass der Hauptgrund für das Dünenparadoxon möglicherweise nicht die Windaktivität ist, sondern die chemische Zusammensetzung des Sandes selbst und sein Verhalten bei Wind.
Im Gegensatz zu Sand auf der Erde, der größtenteils aus Sand besteht Kieselsäure (Siliziumdioxid) handelt es sich bei den Sandpartikeln auf Titan vermutlich um mit Kohlenwasserstoffen überzogene Körnchen aus festem Wassereis die aus der Atmosphäre fallen .
Um zu sehen, wie solche kohlenwasserstoffreichen Partikel unter den auf Titan herrschenden Bedingungen fließen könnten, experimentierte das Team mit Körnern aus Naphthalin und Biphenyl – zwei Verbindungen, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie auf dem Mond existieren.
Sie platzierten diese in einem unter Druck stehenden, rotierenden Zylinder voller Stickstoff, der die Atmosphäre des Mondes und die durch seinen Windstrom erzeugte Reibung nachahmen sollte.
Sie maßen die elektrischen Eigenschaften jedes Korns, um zu sehen, ob die Taumelsitzung genügend Strom erzeugt hatte statische Elektrizität Durch Reibung verklumpen die Partikel – hypothetisch könnte dies ihnen helfen, mäßigen Winden auf der Titanoberfläche zu widerstehen.
„Alle Partikel haben sich gut aufgeladen und etwa 2 bis 5 Prozent kamen nicht aus dem Becher.“ „Sie klammerten sich an das Innere und klebten zusammen“, sagt einer aus dem Team, Josh Méndez Harper .
„Als wir das gleiche Experiment mit Sand und Vulkanasche unter erdähnlichen Bedingungen durchführten, kam alles heraus.“ Nichts blieb hängen.'
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Sand auf der Erde möglicherweise nicht genügend elektrische Ladung aufnimmt, um unnachgiebig zu werden, das Gleiche gilt jedoch nicht für Titans eigenen Sand.
Durch regelmäßige Windbewegungen könnte dieser Sand genügend Reibungsladung erzeugen, um klebrig zu werden – und das möglicherweise über lange Zeiträume.
„Diese nicht-silikatischen, körnigen Materialien können ihre elektrostatischen Ladungen unter Bedingungen geringer Schwerkraft tage-, wochen- oder monatelang halten.“ sagt einer der Forscher, George McDonald .
Wenn die Hypothese der Forscher richtig ist, bedeutet das nicht, dass der Wind die festen Dünen des Mondes nicht formen kann – nur, dass starke Luftbewegungen erforderlich wären, um den Sand in die gleiche Richtung zu blasen.
„Diese elektrostatischen Kräfte erhöhen die Reibungsschwellen“, sagt Méndez Harper .
„Dadurch werden die Körner so klebrig und zusammenhängend, dass nur starker Wind sie bewegen kann.“ „Die vorherrschenden Winde sind nicht stark genug, um die Dünen zu formen.“
Es kann einige Zeit dauern, bis Wissenschaftler die Chance bekommen, die Ergebnisse des Teams auf der Titanoberfläche zu untersuchen – wir bekommen möglicherweise keine Chance, bis Wissenschaftler eine andere Gelegenheit haben um Titan aus nächster Nähe zu beobachten - aber Studien wie diese können anderen Forschern nur helfen, sich auf eine solche Reise vorzubereiten.
Denn eines ist sicher: dieser Mond könnte wie die Erde aussehen in vielerlei Hinsicht, aber es ist wirklich auf einer ganz anderen Ebene.
„Titans extreme physikalische Umgebung erfordert, dass Wissenschaftler anders über das nachdenken, was wir über die granulare Dynamik der Erde gelernt haben“, sagt Dufek .
„Landformen werden von Kräften beeinflusst, die für uns nicht intuitiv sind, weil diese Kräfte auf der Erde nicht so wichtig sind.“ „Titan ist eine seltsame, elektrostatisch klebrige Welt.“
Über die Ergebnisse wird berichtet Naturgeowissenschaften .