Med hjälp av radardata från NASA:s rymdfarkost Cassini, nyligen publicerad forskning presenterar ett nytt scenario för att förklara varför vissa metanfyllda sjöar på Saturnus måne Titan är omgivna av branta kanter som når hundratals fot höga. Modellerna tyder på att explosioner av värmande kväve skapade bassänger i månskorpan.

Titan är den enda planetkroppen i vårt solsystem förutom jorden som är känd för att ha stabil vätska på sin yta. Men istället för att vatten regnar ner från molnen och fyller sjöar och hav som på jorden, på Titan är det metan och etan – kolväten som vi tänker på som gaser men som beter sig som vätskor i Titans kyliga klimat.

De flesta befintliga modeller som beskriver ursprunget till Titans sjöar visar flytande metan som löser upp månens berggrund av is och fasta organiska föreningar, carving behållare som fylls med vätskan. Detta kan vara ursprunget till en typ av sjö på Titan som har skarpa gränser. På jorden, vattenmassor som bildades på liknande sätt, genom att lösa upp omgivande kalksten, är kända som karstiska sjöar.

Den nya, alternativa modeller för några av de mindre sjöarna (tiotals mil tvärs över) vänder den teorin upp och ner:Den föreslår fickor av flytande kväve i Titans skorpa som värms upp, förvandlas till explosiv gas som blåste ut kratrar, som sedan fylldes med flytande metan. Den nya teorin förklarar varför några av de mindre sjöarna nära Titans nordpol, som Winnipeg Lacus, förefaller vid radarbilder ha mycket branta fälgar som tornar upp sig över havsytan - fälgar som är svåra att förklara med den karstiska modellen.

Radardata samlades in av Cassini Saturn Orbiter - ett uppdrag som hanteras av NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien – under sin sista nära förbiflygning av Titan, när rymdfarkosten förberedde sitt sista dopp i Saturnus atmosfär för två år sedan. Ett internationellt team av forskare ledda av Giuseppe Mitri från Italiens G. d'Annunzio-universitet blev övertygade om att den karstiska modellen inte stämde överens med vad de såg i dessa nya bilder.

"Fälgen går upp, och karstprocessen fungerar på motsatt sätt, " Sa Mitri. "Vi hittade inte någon förklaring som passade med en karstisk sjöbassäng. I verkligheten, morfologin var mer förenlig med en explosionskrater, där kanten bildas av det utstötade materialet från kraterns inre. Det är en helt annan process."

Arbetet, publicerad 9 september in Naturgeovetenskap , maskor med andra Titan klimatmodeller som visar att månen kan vara varm jämfört med hur den var under tidigare Titan "istider".

Under de senaste halvmiljarderna eller miljarderna åren på Titan, metan i atmosfären har fungerat som en växthusgas, hålla månen relativt varm – även om den fortfarande är kall med jordens mått mätt. Forskare har länge trott att månen har gått igenom epoker av kylning och uppvärmning, eftersom metan utarmas av soldriven kemi och sedan återförs.

I de kallare perioderna, kväve dominerade atmosfären, regnar ner och cyklar genom den isiga skorpan för att samlas i pooler precis under ytan, sa Cassini-forskaren och studiemedförfattaren Jonathan Lunine från Cornell University i Ithaca, New York.

"Dessa sjöar med branta kanter, vallar och upphöjda fälgar skulle vara ett tecken på perioder i Titans historia när det fanns flytande kväve på ytan och i skorpan, " noterade han. Även lokal uppvärmning skulle ha varit tillräckligt för att förvandla flytande kväve till ånga, få den att expandera snabbt och blåsa ut en krater.

"Detta är en helt annan förklaring till de branta kanterna runt de små sjöarna, vilket har varit ett enormt pussel, " sa Cassini Project Scientist Linda Spilker från JPL. "Som forskare fortsätter att bryta skattkammaren av Cassini-data, vi kommer att fortsätta lägga fler och fler pusselbitar. Under de kommande decennierna, vi kommer att förstå Saturnus systemet bättre och bättre."