Gifwolken op Titan
Hoog boven de zuidpool van de Saturnus-maan verscheen in 2012 plotseling een geheimzinnige wolk. Planeetonderzoekers onder leiding van Remco de Kok hebben nu ontdekt dat deze wolk verrassend genoeg bestaat uit zeer giftig blauwzuurijs, dat zich waarschijnlijk heeft gevormd na een snelle en extreme afkoeling van gassen in de atmosfeer.
Meren, rivieren en dampkring
Titan is de op één na grootste maan in ons zonnestelsel en de enige met een dikke dampkring. Van alle manen lijkt Titan ook het meest op een planeet, met meren en rivieren van methaan op het oppervlak, waar mogelijk organische moleculen kunnen ontstaan die de bouwstenen van leven vormen. Een jaar op Titan duurt 29 keer zo lang als op aarde; sinds 2009 gaat Titans zuidelijk halfrond richting winter. In 2012 ontdekte de Cassini-sonde, die rond Saturnus draait en regelmatig langs Titan scheert, opeens een mysterieuze wolk boven Titans zuidpool.
Leider van het onderzoek Remco de Kok (Universiteit Leiden/SRON): “De verschijning van deze wolk was een groot mysterie en niemand wist waar deze wolk van gemaakt is. Om de samenstelling van de wolk te bepalen hebben we gekeken naar metingen van Cassini. In infraroodspectra van de wolk vonden we tot onze grote verrassing op hele specifieke golflengtes de unieke vingerafdrukken van blauwzuurijs.”
Chemische reacties
Hoe is dit blauwzuurijs, ofwel ijs van waterstofcyanide, ontstaan? Onder de invloed van zonlicht in Titans atmosfeer hebben chemische reacties plaatsgevonden die van het aanwezige stikstof en methaangas nieuwe gassen hebben gemaakt, waaronder het zeer giftige blauwzuurgas.
Co-auteur Nick Teanby (Universiteit van Bristol): “Dat deze wolk bestaat uit blauwzuurijs is echt een grote verrassing, omdat blauwzuur pas bij extreem lage temperaturen wolken vormt. Op de grote hoogte waarop de wolk zichtbaar is (zo’n 300 km) hebben wij een paar maanden geleden nog relatief hoge temperaturen gemeten. De atmosfeer moet daar dus in zeer korte tijd zo’n 50 graden zijn afgekoeld tot een temperatuur van -150 C.”
Snelle afkoeling
“Waarschijnlijk wordt deze snelle afkoeling onder andere veroorzaakt door de verhoogde concentraties blauwzuurgas boven de zuidpool, die weer het gevolg zijn van de huidige luchtstroming op Titan. Maar ook een gas als ethyn (acetyleen) kan bijgedragen hebben,” zegt De Kok.
“Deze gassen produceren veel infrarode (warmte)straling, terwijl de zuidpool tijdens de poolwinter zelf weinig warmte meer ontvangt van de zon. Hierdoor koelt de atmosfeer sneller af dan dat hij opwarmt. Nieuwe metingen van Cassini – die tot 2017 zijn werk blijft doen – moeten dit vermoeden bevestigen of ontkrachten.”C
assini gaat in de nabije toekomst de temperatuur en concentraties van gassen meten op de plek waar de wolk te zien is. De Kok: “Het is maar de vraag of deze wolk zichtbaar blijft in de komende jaren. We zien nu al dat de wolk aan het veranderen is. Het wordt interessant om dit de komende periode in de gaten te houden.”
Publicatie
Het artikel HCN ice in Titan’s high-altitude southern polar cloud, verschijnt op 2 oktober in Nature. Auteurs zijn Remco de Kok (Universiteit Leiden, SRON Netherlands Institute for Space Research), Nick Teanby (Universiteit van Bristol), Luca Maltagliati en Sandrine Vinatier (beiden Universiteit Parijs-Diderot), Patrick G. J. Irwin (Universiteit van Oxford).
