Waar water is, kan leven gedijen en de aanwezigheid van water verbetert de vooruitzichten voor bewoning door mensen drastisch. Neem een duik in ijskoude diepten met deze infographic van NASA. Deze geeft een overzicht van alle oceanen in het zonnestelsel.
Met uitzondering van de aarde en de methaanmeren van Titan (die voor aards leven onbewoonbaar zijn, en in dit overzicht niet meegenomen worden; daarentegen wél de diepe oceaan onder de ijslaag van Titan) zijn alle oceanen afgeschermd van de rest van het heelal door een dikke ijslaag. Een tweede belangrijke voorwaarde voor leven is de aanwezigheid van vrije energie. Op aarde levert de zon die, in Jupitermaan Europa de knedende getijdekrachten van Jupiter, die de kern vloeibaar en actief houden. Dit maakt Europa een interessante plaats om naar leven te zoeken.
Hieronder de infographic. Klik voor een volledige vergroting.
in deze korte video van een minuut of twee, gemaakt door NASA, maak je een duikvlucht over het bizarre landschap van de Saturnusmaan Titan. Titan is ijzig koud: het gesteente bestaat uit waterijs en de inhoud van de meren uit ethaan, hier op aarde een gas. Een duik in een van de meertjes zou je dan ook letterlijk in steen doen veranderen.
Opmerkelijk genoeg bevindt zich diep onder het ijzige oppervlak een ondergrondse oceaan. De getijdewerking van Saturnus en de hoge druk maakt het water hier vloeibaar. Hieronder bevindt zich weer een rotsachtige kern. Opmerkelijk genoeg kent Titan dus als enige lichaam in het zonnestelsel twee hydrosferen: één bestaande uit water en één bestaande uit ethaan. En hiermee in theorie twee domeinen voor leven…
Zonder twijfel is Saturnus één van de grootste toeristische attracties in het zonnestelsel. De geringde planeet biedt van dichtbij een spectaculair schouwspel, ook is het manenstelsel om Saturnus heen uniek en veelzijdig, met enkele van de meest bizarre objecten in het zonnestelsel. Denk aan Titan, de maan zo groot als een kleine planeet, waarop zich methaanzeeën en een ondergrondse oceaan bevindt. Zou zich hierop methaangebaseerd of watergebaseerd leven bevinden?
Het maantje Mimas met een inslagkrater, zo groot dat het maantje eigenlijk uiteen had moeten spatten. Het maantje Enceladus, voortdurend gekneed door de zwaartekracht Saturnus, dat van binnen ook een vloeibare oceaan bevat. Zouden zich hierin levensvormen bevinden? Of de raadselachtige maan Japetus, waarvan één kant pikzwart is. Helaas duurt het nog even voordat toerisme naar Saturnus mogelijk is, maar gelukkig zijn er satellietopnames voor een indruk. Saturnusexpert Carolyn Porco neemt ons mee op een twintig minuten durende ontdekkingsreis naar misschien wel de fascinerendste plek van het zonnestelsel.
De baan en de rotatie van de grootste maan van Saturnus, Titan, tonen aan dat het hemellichaam een vloeibare oceaan heeft onder het oppervlak, denken Rose-Marie Balland en haar collega’s van het Brusselse Koninklijke Observatorium.
Titan, volgens de huidige theorieën, kent en ingewikkelde structuur.
Satelliet Cassini is nu bezig met een jarenlange missie om Saturnus en haar manen- en ringenstelsel te bestuderen. Al eerder leverde dit verrassingen op, zoals de ontdekking dat het ijsmaantje Enceladus een vloeibare oceaan heeft die geregeld in de vorm van geisers naar buiten spuit. De satelliet houdt ook de meest interessanter maan van Saturnus, Titan, in het oog. Titan kent een aardachtig weersysteem, waarbij methaan de plaats van water op aarde inneemt en de rotsen uit ijs bestaan.
Waarnemingen van Titan tonen nog iets merkwaardigers. De maan is net als onze eigen maan, door getijde-effecten vastgenageld aan Saturnus. Het oppervlak van Titan toont altijd hetzelfde halfrond richting de geringde planeet. Samen met de kleine baanhoek van 0,3 graden stelde dit de wetenschappers in staat het traagheidsmoment van de maan te berekenen, wat weer veel zegt over de massaverdeling. Hier kwamen absurde uitkomsten uit. Titan zou namelijk zwaarder zijn aan het oppervlak dan in het centrum. Natuurkundig gezien is dit onmogelijk: zware materialen zinken direct naar het binnenste van een planeet of maan, dus gingen de onderzoekers door met het zoeken van een logischer verklaring.
Er blijkt echter ook een andere oplossing mogelijk, wijzen nieuwe berekeningen uit. Onder de ijslaag met methaanmeren bevindt zich een diepe vloeibare oceaan. Door de wrijving en onderlinge interacties van de diverse lagen ontstaat dan een traagheidmoment dat lijkt op dat bij Titan waargenomen is. Dit zou tot de opmerkelijke conclusie leiden dat Titan twee mogelijke biosferen kent: een voor methaangebaseerd leven (zoals sommige onderzoekers veronderstellen op grond van het merkwaardige aanvullen van methaan) en een diepere biosfeer, de oceaan onder het ijs.
Het is ook mogelijk dat sprake is van een methaanzee (of wellicht methaanclathraten). Dit zou verklaren waarom het methaan dat continu onder invloed van het zonlicht wordt afgebroken, steeds weer aangevuld wordt. Ook kan het zijn dat de baan van Titan is verstoord door een interactie met een ander hemellichaam. Kortom: hoewel het bewijs voor een ondergrondse oceaan de nodige overtuigingskracht heeft, is aanvullend onderzoek nodig.
De aarde en Titan delen een aantal opmerkelijke overeenkomsten. De grootste maan van Saturnus beschikt als enige maan in het zonnestelsel over een atmosfeer en ook de oppervlakte van Titan doet opmerkelijk aardachtig aan. Zij het dat methaan de rol van water aanneemt. Beide zijn ook rijk aan stikstof. De reden is dat beide hemellichamen komeetinslagen te verduren hebben gehad, stellen de Spaanse planetair geologen Josep Trigo-Rodriguez en Javier MartÃn-Torres.
Stikstofatmosfeer
De aarde is opmerkelijk rijk aan stikstof. Opmerkelijk, want op de meeste andere terrestriële planeten (met uitzondering van Venus) is stikstof schaars.
Titan lijkt opmerkelijk veel op de aarde. Zij het dat de rotsen uit ijs bestaan en dat gastvrij ogende meer uit ethaan...
Zo komt er op Mars maar een spoortje stikstof voor. Ook op Titan bestaat de atmosfeer hoofdzakelijk uit stikstof. En wat interessanter is: de samenstelling van de stikstof (stikstof bestaat uit diverse isotopen: atomen waarvan het aantal neutronen in de kern verschilt, maar die chemisch gelijk zijn) lijkt als twee druppels water op die van de aardse stikstof.
De aanwezigheid van stikstof is lastig te begrijpen. Immers: vlak bij de zon werden lichte elementen als waterstof en stikstof weggeblazen. De reden dat Venus haar oceanen kwijtraakte en nu een ziedende hel van kooldioxidedamp is.
Kometen brachten stikstof
We weten dat zowel de zon als Jupiter heel andere stikstof-isotoopverhoudingen hebben als de aarde, dus moet de stikstof van zowel de aarde als Titan uit dezelfde, onbekende bron afkomstig zijn. Die bron wordt gevormd door kometen, stellen de twee planetologen, want Titan is gevormd door het samensmelten van brokken ijs in een baan om Saturnus. Kometen zijn eveneens ijsbrokken, afkomstig uit de verre uithoeken van het zonnestelsel. Pas voorbij de asteroïdengordel is waterijs stabiel.
Vier miljard jaar geleden werd door het Late Heavy Bombardment het binnenste deel van het zonnestelsel geteisterd door deze brokken ruimtepuin, waaronder bevroren gassen als ammoniak en koolstofverbindingen. Deze brokken sloegen massaal in op de gasreuzen en aardachtige planeten. Enkele stikstofrijke ijsbrokken moeten op die manier de aarde en Venus een stikstofrijke atmosfeer hebben bezorgd. Probleem met deze theorie is dat gesteenteresten van 4,2 miljard jaar oud reeds duidelijke sporen van leven (isotoopverhoudingen koolstof) bevatten.
Waar de aardse stikstofatmosfeer tot op de dag van vandaag nog bestaat (met kooldioxide vervangen door zuurstof), is die op Venus aangevuld met zeer veel kooldioxide, afkomstig van vulkaanuitbarstingen.
