Titan adalah bulan besar Saturnus. Beberapa telah mengusulkan gunung berapi es untuk menjelaskan fitur-fitur tertentu di permukaan bulan ini. Tapi cangkang es yang tebal dan kaku akan membuat gunung es es tidak mungkin.
Analisis data gravitasi dan topografi dari bulan terbesar Saturnus, Titan, telah mengungkapkan fitur tak terduga dari lapisan es luar bulan. Penjelasan terbaik untuk temuan ini, kata para penulis, adalah bahwa cangkang es Titan kaku dan bahwa fitur topografi yang relatif kecil di permukaan dikaitkan dengan akar besar yang menjalar ke lautan di bawahnya. Studi ini diterbitkan dalam jurnal Nature edisi 29 Agustus.
Cassini menangkap gambar Saturnus ini dengan bulan terbesarnya, Titan, di latar depan pada 29 Agustus 2012. Kredit: NASA / JPL-Caltech / SSI
Dipimpin oleh ilmuwan planet Douglas Hemingway dan Francis Nimmo di University of California, Santa Cruz, studi ini menggunakan data baru dari pesawat ruang angkasa Cassini milik NASA. Para peneliti terkejut menemukan korelasi negatif antara gravitasi dan sinyal topografi di Titan.
“Biasanya, jika kamu terbang di atas gunung, kamu berharap akan melihat peningkatan gravitasi karena massa gunung yang ekstra. Di Titan, saat Anda terbang di atas gunung, gravitasi semakin rendah. Itu pengamatan yang sangat aneh, "kata Nimmo, seorang profesor ilmu bumi dan planet di UC Santa Cruz.
Untuk menjelaskan pengamatan itu, para peneliti mengembangkan model di mana setiap benjolan dalam topografi di permukaan Titan diimbangi oleh "akar" yang lebih dalam yang cukup besar untuk membanjiri efek gravitasi dari benjolan di permukaan. Akarnya seperti gunung es yang membentang di bawah lapisan es ke laut di bawahnya. “Karena es memiliki kerapatan yang lebih rendah daripada air, Anda mendapatkan gravitasi yang lebih sedikit ketika Anda memiliki bongkahan besar es di sana daripada saat Anda memiliki air,” Nimmo menjelaskan.
Gunung es yang mengambang di air berada dalam kesetimbangan, daya apungnya menyeimbangkan bobotnya. Namun, dalam model Titan ini, akar yang memanjang di bawah lapisan es jauh lebih besar daripada gundukan di permukaan sehingga daya apungnya mendorongnya ke permukaan es. "Ini seperti bola pantai besar di bawah lapisan es yang mendorongnya, dan satu-satunya cara untuk membuatnya tetap terendam adalah jika lapisan esnya kuat," kata Hemingway, kandidat doktor dalam geofisika planet di UCSC dan penulis utama makalah itu. . "Jika akar besar adalah alasan untuk korelasi negatif, itu berarti bahwa cangkang es Titan harus memiliki lapisan kaku yang sangat tebal."
Diagram penampang ini melalui cangkang es Titan menunjukkan fitur yang dapat menjelaskan anomali gravitasi: lensa es kerapatan rendah yang diciptakan oleh pembekuan basal regional; cangkang es kaku yang menahan defleksi ke atas; dan pelapukan permukaan yang menjaga topografi tetap kecil. (Kredit gambar: D. Hemingway
Para peneliti menghitung bahwa, dalam model ini, lapisan es Titan harus memiliki lapisan kaku setebal 40 kilometer. Mereka juga menemukan bahwa ratusan meter erosi permukaan dan pengendapan diperlukan untuk menjelaskan ketidakseimbangan yang diamati antara akar besar dan topografi permukaan kecil. Hasil dari model mereka mirip dengan perkiraan yang diperoleh oleh ahli geomorfologi yang mempelajari erosi kawah dampak dan fitur lainnya di Titan.
Temuan ini memiliki beberapa implikasi. Sebagai contoh, cangkang es yang tebal membuatnya sangat sulit untuk menghasilkan gunung berapi es, yang beberapa orang usulkan untuk menjelaskan fitur-fitur tertentu yang terlihat di permukaan.
Tidak seperti kerak bumi yang aktif secara geologis, cangkang es Titan tidak didaur ulang oleh konveksi atau lempeng tektonik. "Itu hanya duduk di sana, dan cuaca dan erosi bertindak di atasnya, memindahkan barang-barang di sekitar dan mengendapkan kembali sedimen," kata Nimmo. "Mungkin seperti permukaan bumi jika kamu mematikan lempeng tektonik."
Para peneliti tidak yakin apa yang dapat menyebabkan fitur topografi Titan dengan akar yang dalam. Orbit eksentrik Titan di sekitar Saturnus menghasilkan pasang surut yang melenturkan permukaan bulan dan menciptakan pemanasan pasang surut, yang dapat menyebabkan variasi berkembang dalam ketebalan tempurung es, kata Hemingway.
Melalui Universitas California Santa Cruz