Die Cassini-Mission zum Saturn und seinen Monden wurde 2017 abgeschlossen, als die Raumsonde gesendet wurde in den Gasriesen eintauchen sein Ende zu finden. Aber es gibt immer noch viele Daten von der Mission, um die Wissenschaftler zu beschäftigen. Ein Team von Wissenschaftlern, die mit Cassini-Daten arbeiten, hat eine überraschende Entdeckung gemacht: Die mit Methan gefüllten Seen von Titan sind viel tiefer und seltsamer als erwartet.
Titan ist eine ungewöhnliche Welt. Es ist der einzige Körper außer der Erde, der Flüssigkeit auf seiner Oberfläche hat. Wissenschaftler vermuten, dass einige der anderen Monde des Sonnensystems, wie Enceladus und Europa, flüssige Ozeane haben. Aber diese Ozeane sind unterirdische Wasserozeane. Nur Titan hat Seen mit flüssigen Kohlenwasserstoffen.
Während Cassinis letztem Vorbeiflug an Titan richtete es sein Radar auf einige der flüssigen Seen des Mondes. Die Daten zeigen, dass diese Seen bis zu 100 Meter tief sind. Die Daten dieser letzten Tage werfen auch ein neues Licht auf den Kohlenwasserstoffkreislauf von Titan.
Die Studie, die diese Ergebnisse detailliert beschreibt, stammt aus zwei in Nature Astronomy veröffentlichten Artikeln. Das erste ist ' Tiefe und methanreiche Seen auf Titan. In dieser Studie ist der Hauptautor Marco Mastrogiuseppe, Cassini-Radarwissenschaftler am Caltech in Pasadena, Kalifornien, vertreten. Die zweite Studie, genannt
' Der Fall für saisonale Oberflächenveränderungen im Seengebiet von Titan “ berichtet Hauptautorin Shannon MacKenzie, Planetenwissenschaftlerin am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland.
Über diese tiefen Seen
Daten aus dem Reisen Sonden gaben uns unseren ersten Hinweis, dass Titan flüssige Seen hatte. Aber diese Daten waren nur Schlussfolgerungen: Sie zeigten, dass Titan die richtigen Bedingungen für ihre Existenz hatte. Damit Kohlenwasserstoffe in flüssigem Zustand existieren, muss es sehr kalt sein. Nachdem das Hubble-Weltraumteleskop in Betrieb genommen wurde, lieferte es uns direkte Beweise dafür, dass die Seen um 1995 dort waren. Auch andere Beobachtungen unterstützten die Idee.
Aber in den frühen Tagen der Titan-Seen-Hypothese waren wir uns nicht sicher, ob es Seen oder viel größere Ozeane gab. Cassini kam 2004 zum Saturn, und obwohl er nicht sofort flüssige Seen sah, fand er sie schließlich an den Polen, wo Wissenschaftler vermuteten, dass sie existieren könnten.
Ein Cassini-Radarbild von Ontario Lacus (Lake Ontario), dem ersten bestätigten Kohlenwasserstoff auf Titan. Ontario Lacus liegt in der Südpolarregion des Mondes. Bildnachweis: Von NASA/JPL-Caltech – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA13172, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10976062
Seitdem wurden auf Titan viele Seen und Meere gefunden und es gibt viele Bilder davon.
„Jedes Mal, wenn wir Entdeckungen auf Titan machen, wird Titan immer mysteriöser.“
Marco Mastrogiuseppe, Hauptautor und Cassini-Radarwissenschaftler am Caltech in Pasadena, Kalifornien.
Bilder der Cassini-Mission zeigen Flussnetze, die in Seen in der Nordpolarregion der Titanen münden. Bildnachweis: NASA/JPL/USGS.
Wissenschaftler haben viel über Titan gelernt, insbesondere durch die Cassini-Mission. Aber diese neuen Studien gehen noch weiter. Und sie erzählen uns viel mehr als nur die Tiefen von Titans Kohlenwasserstoffmeere .
Wir wussten bereits, dass die nördlichen Meere mit Methan gefüllt sind. Aber die Wissenschaftler waren überrascht, dass die viel kleineren Seen dort auch voller Methan waren, wo sie Ethan, einen schwereren Kohlenwasserstoff, erwarteten. Die Ergebnisse werfen ein neues Licht auf den Kohlenwasserstoffkreislauf von Titan.
Der Kohlenwasserstoffkreislauf auf Titan funktioniert ähnlich wie der Wasserkreislauf auf der Erde. In beiden Fällen bildet die Verdunstung Wolken, die schließlich an die Oberfläche fallen und Flüsse bilden, die in Kohlenwasserstoffseen fließen. Auf Titan wird Flüssigkeit in der Nähe der Äquatorregionen verdampft und dann als Flüssigkeit an den Polarregionen abgelagert.
„Jedes Mal, wenn wir Entdeckungen auf Titan machen, wird Titan immer mysteriöser“, sagte Hauptautor Marco Mastrogiuseppe, Cassini-Radarwissenschaftler am Caltech in Pasadena, Kalifornien. „Aber diese neuen Messungen helfen, einige wichtige Fragen zu beantworten. Wir können die Hydrologie von Titan jetzt tatsächlich besser verstehen.“
Aber warte. Es wird seltsamer.
Titan ist einfach seltsam. Es hat Landmerkmale, die genauso geformt sind wie auf der Erde, jedoch mit flüssigen Kohlenwasserstoffen. Aber es ist in vielerlei Hinsicht anders. Die neuen Daten zeigen, dass der Kohlenwasserstoffkreislauf auf der einen Seite der nördlichen Polarregion anders ist als auf der anderen Seite.
Dieses von der Raumsonde Cassini aufgenommene Echtfarbenbild von Titan zeigt die dichte, dunstige Atmosphäre des Mondes. Bildnachweis: NASA
Auf der Westseite von Titan gibt es kleine Seen, von denen einige nicht größer als 10 Meilen sind. Sie liegen über dem Meeresspiegel, auf großen Hügeln und Hochebenen. Die Daten zeichnen ein jenseitiges Bild von Mesas und Buttes, die Hunderte von Fuß über die Umgebung hinausragen, mit tiefen Kohlenwasserstoffseen darüber.
Die Ostseite von Titan weist jedoch tief liegende große Meere mit Canyons und Inseln auf. Warum so anders?
„Es ist, als würde man auf den Nordpol der Erde herabblicken und sehen, dass Nordamerika eine völlig andere geologische Umgebung für Flüssigkeitskörper hat als Asien“, sagt Jonathan Lunine, Co-Autor der Studie, Cassini-Wissenschaftler von der Cornell University.
Es kann an der zugrunde liegenden Geologie liegen. Wissenschaftler glauben, dass sie sich gebildet haben, als sich das umgebende Grundgestein aus Eis und festen organischen Stoffen chemisch auflöste und zusammenbrach. Es ähnelt einigen irdischen Gebieten in Deutschland, den USA und anderen Orten, an denen Funktionen aufgerufen werden Karst Seen entstehen, wenn Wasser Kalksteingrundgestein auflöst.
Karstseen wie der Otjikoto Lake in Namibia entstehen, wenn Regenwasser den Kalksteingrund auflöst. Wissenschaftler glauben, dass ein ähnlicher Prozess mit Kohlenwasserstoffen anstelle von Wasser die Seen auf der Ostseite von Titan bildet. Bildnachweis: Von greg willis – http://greg-willis.com/gallery/Travel/Namibia06/AloegroveLodge/c-1689.jpg.html, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w /index.php?curid=7161426
Die neuen Daten zeigen auch, dass Titan vorübergehende Seen aufweisen kann. Sowohl Radar- als auch Infrarotdaten zeigen diese Seen, deren Flüssigkeitsstände in kurzen Zeiträumen stark schwanken. Shannon MacKenzie, Hauptautorin von
„Der Fall für saisonale Oberflächenveränderungen im Seengebiet von Titan“ glaubt, dass saisonal bedingte Veränderungen diese vorübergehenden Seen erklären.
„Eine Möglichkeit ist, dass diese vorübergehenden Merkmale flachere Flüssigkeitskörper gewesen sein könnten, die im Laufe der Saison verdampft und in den Untergrund eingedrungen sind“, sagte sie.
Zusammengenommen zeichnen beide Papiere ein Bild des Kohlenwasserstoffkreislaufs auf Titan, wo Kohlenwasserstoffregen die Seen speist, die dann der Verdunstung unterliegen. Aber nicht nur Verdunstung; ein Teil der Flüssigkeit sickert wahrscheinlich in den Untergrund, was Reservoirs für flüssige Kohlenwasserstoffe unter der Oberfläche hinterlassen würde.
Die Oberflächenmerkmale des Titans werden von der dicken, visuell undurchdringlichen Atmosphäre des Mondes verhüllt. Die Daten hinter diesen Studien wurden größtenteils per Radar gesammelt, ein Großteil davon während Cassinis letztem Vorbeiflug am Mond im April 2017. Das Cassini-Team wusste, dass dies die letzte Gelegenheit war, die kleinen Seen von Titan zu betrachten, und sie sind der Meinung, dass sie die das Beste davon.
'Dies war Cassinis letztes Hurra bei Titan, und es war wirklich eine Leistung', sagte Lunine.
Quellen:
- Pressemitteilung: Cassini von der NASA enthüllt Überraschungen mit Titans Lakes
- Forschungsbericht: Der Fall für saisonale Oberflächenveränderungen im Seengebiet von Titan
- Forschungsbericht: Tiefe und methanreiche Seen auf Titan
