Nya fynd, publiceras i tidskriften Astrobiologi , tyder på att stora kratrar är de främsta platserna där man kan hitta byggstenarna för livet på Saturnus största måne, Titan.

Titan är en isig vidd täckt av organiska molekyler, med flytande metansjöar omgärdade av en tjock, disig atmosfär av kväve och metan som väcker frågan:varför finns det inte liv i denna konstigt jordliknande värld? Kanske är det den ljumma –179 grader Celsius (-300 grader Fahrenheit) temperaturen på ytan som sannolikt skulle förhindra att några biokemiska reaktioner äger rum. Men finns det någon plats på Titan där det kan finnas hopp om att biomolekyler, som aminosyror, kan bildas? Ett lag ville ta reda på det.

Med hjälp av bilder och data från rymdfarkosten Cassini och Huygens-sonden, forskare ledda av Dr Catherine Neish, en planetforskare specialiserad på nedslagskratring vid University of Western Ontario, gick på jakt efter de bästa platserna att leta efter biologiska molekyler på Titans yta. Liv, som vi vet det, är kolbaserat och använder flytande vatten som lösningsmedel. Ytan på Titan har rikligt med kolrika molekyler (kolväten) som har visat sig bilda aminosyror, byggstenarna av proteiner som behövs för livet, när de utsätts för flytande vatten i laboratoriesimuleringar.

Häri ligger problemet:Titan är alldeles för kallt för att flytande vatten ska finnas på ytan. Även om detta inte är ett gynnsamt scenario för att livsbärande molekyler ska bildas, det finns hopp.

Radera kratrar

Radarmätningar från Cassini, som kretsade runt Saturnus i 13 år, kunde se genom Titans optiskt tjocka atmosfär, avslöjar terrängen i denna gåtfulla värld. Det som avslöjades var oväntat – Titan är aktiv. Cassinis radarinstrument avslöjade sjöar, sanddyner, berg, floddalar, och inte många kratrar, vilket indikerar att det pågår processer som återuppstår Titan och antingen fyller i eller eroderar äldre kratrar. Att upptäcka en värld som liknar jorden över nio gånger dess avstånd från solen var monumentalt.

Med ett så välbekant landskap för jorden, var skulle det vara bäst att leta efter livstecken? Även om metansjöarna kan ha verkat som det självklara valet, Neish och hennes kollegor fann istället att kratrar och kryovulkaner (regioner där flytande vatten bryter ut från under Titans isiga yta) var de två mest lockande platserna. Båda funktionerna lovar att smälta Titans isiga skorpa till flytande vatten, ett nödvändigt steg för att bilda komplexa biomolekyler.

Dr Morgan Cable, en teknolog i sektionen för instrumentsystemimplementering och koncept vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory, i Pasadena, Kalifornien, är expert på 'toliner' (organiska ämnen som produceras när enkla gasblandningar utsätts för kosmisk strålning). Hon kommenterade, "När vi blandar toliner med flytande vatten gör vi aminosyror riktigt snabbt. Så varje plats där det finns flytande vatten på Titans yta eller nära dess yta kan generera prekursorerna till liv - biomolekyler - som skulle vara viktiga för livet som vi känner det , och det är verkligen spännande."

Kratrar är bäst

Med både kryovulkaner och kratrar som bokstavliga hot spots för smältning på Titan, vilken funktion är det du ska satsa dina pengar på? För Neish, svaret är otvetydigt kratrar, trots att det inte finns lika många på Titan som det finns på vår måne.

"Craters kom verkligen fram som den klara vinnaren av tre huvudsakliga skäl, " Neish säger till Astrobiology Magazine. "En, är att vi är ganska säkra på att det finns kratrar på Titan.

Kratring är en mycket vanlig geologisk process och vi ser cirkulära särdrag som nästan säkert är kratrar på ytan, " hon säger.

Den andra punkten är att kratrar sannolikt skulle generera mer smälta än en kryovulkan, vilket betyder att "de tar längre tid att frysa så att [vattnet] förblir flytande längre, säger Neish, tillägger att flytande vatten är nyckeln för att komplexa kemiska reaktioner ska äga rum.

"Den sista punkten är att nedslagskratrar bör producera vatten som har en högre temperatur än en kryovulkan, " säger Neish. Varmare vatten betyder snabbare kemiska reaktionshastigheter, som lovar skapandet av livsbärande molekyler.

"Vatten kan förbli flytande i dessa miljöer i tusentals år, eller ännu längre, säger Cable.

Kryovulkaner, å andra sidan, är inte så heta. "När en kryovulkan får utbrott, det brukar få utbrott precis vid isens smälttemperatur, och vi tror vilken "lava" som helst [i det här fallet, en slaskig form av vatten] på Titan skulle vara kraftigt dopad med ammoniak, som undertrycker fryspunkten ganska mycket så det skulle göra lavan ganska kall, säger Neish.

För att sätta den sista spiken i kistan för dessa isiga vulkaner', kryovulkanism visar sig vara en mer obskyr och svårfångad process. Föreställ dig is, som är mindre tät än vatten, flyter i ett glas vatten. "Att försöka få upp vattnet på toppen av isen är ganska svårt när man har en sådan täthetskontrast, " säger Neish. "Kryovulkanism är det svåraste att göra och det finns väldigt lite bevis för det på Titan."

Faktiskt, kryovulkanism kanske inte ens är verklig på Titan. "Sotra Facula [ett bergigt inslag på Titan som verkar ha en kalderaliknande depression] är kanske det bästa och enda exemplet vi har på en kryovulkan på Titan." tillägger Neish. "Så det är mycket sällsyntare, om det överhuvudtaget finns."

Mätningar på plats

Sinlap (112 kilometer/70 miles i diameter), Selk (90 kilometer/56 miles), och Menrva (392 kilometer/244 miles) kratrar, som är de största färska kratrarna på Titan, är utmärkta platser att leta efter när vi äntligen har förmågan att söka efter biomolekyler i dessa kratrar. En sond skulle behöva landa på Titan och göra lägesmätningar för att göra en sådan upptäckt. Men är dessa mål nästa kandidater för ett framtida Titan-uppdrag? Alla är inte övertygade.

"Vi vet inte var vi ska söka ens med sådana här resultat, " säger Dr David Grinspoon, en senior vetenskapsman vid Planetary Science Institute. "Jag skulle inte använda den för att vägleda vårt nästa uppdrag till Titan. Det är för tidigt."

Istället, Grinspoon vill nosa på fler platser på Titan. "Eftersom det finns så lite som vi faktiskt vet om planeten, det är mer vettigt att först karakterisera en rad miljöer, " han säger.

Ändå, även om Titan är förvirrande, sökandet efter livets byggstenar i denna iskalla värld måste börja någonstans och resultatet av denna forskning ger oss inte en, men tre potentiella kandidater för var man ska börja söka, med förhoppningsvis många fler.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av NASAs Astrobiology Magazine. Utforska jorden och bortom på www.astrobio.net.