Der auf Methan basierende Wasserkreislauf von Titan macht es zu einem der geologisch vielfältigsten Körper des Sonnensystems. Es gibt Seen mit Methan, Methanregen und sogar „Schnee“ aus komplexen organischen Molekülen. Aber all diese Details sind unter der dichten, dunstigen Atmosphäre des Mondes verborgen.
Nun hat ein Team von Wissenschaftlern Daten aus dem Cassini-Mission um unsere erste globale geologische Karte von Titan zu erstellen.
Die Karte basiert auf Radar-, Sicht- und Infrarotbildern der Cassini-Mission. Die Cassini-Mission endete im September 2017, als sie auf den Saturn abstürzen sollte. Aber auch nach zwei Jahren gehen Wissenschaftler immer noch Cassinis Daten durch und erstellen Studien wie diese.
Diese neue Studie trägt den Titel „ Eine globale geomorphologische Karte von Saturns Mond Titan .“ Es ist in der Nature-Ausgabe vom 18. November erschienen. Hauptautorin der Studie ist Rosaly Lopes, eine Planetengeologin am Jet Propulsion Laboratory der NASA.
„Titan hat einen aktiven Wasserkreislauf auf Methanbasis, der eine komplexe geologische Landschaft geformt hat und seine Oberfläche zu einer der geologisch vielfältigsten im Sonnensystem gemacht hat“, sagte Lopes in a Pressemitteilung . Wenn Sie die Oberfläche von Titan mit einigen der grauen, stoßgestrahlten Oberflächen vergleichen, die im Sonnensystem üblich sind, können Sie sehen, warum.
„Trotz der unterschiedlichen Materialien, Temperaturen und Schwerefelder zwischen Erde und Titan sind viele Oberflächenmerkmale zwischen den beiden Welten ähnlich und können als Produkte derselben geologischen Prozesse interpretiert werden“, sagte Lopes. „Die Karte zeigt, dass die verschiedenen geologischen Terrains global eine klare Verteilung mit Breitengrad aufweisen und dass einige Terrains viel mehr Fläche abdecken als andere.“
Die erste globale geologische Karte von Titan basiert auf Radar- und sichtbaren Lichtbildern der Cassini-Mission der NASA, die von 2004 bis 2017 den Saturn umkreiste. Beschriftungen weisen auf mehrere der genannten Oberflächenmerkmale hin. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/ASU
Die schwarzen Linien auf der Karte zeigen den Längen- und Breitengrad von 30 Grad, und einige markante Orte sind gekennzeichnet, darunter Kraken Mare und der Landeplatz der Huygens-Sonde. Die vorherrschende Geographie ist die Ebene, die in Grün abgebildet ist. Dünenmerkmale sind ebenfalls prominent. Auf der Nordhalbkugel sind blaue Seen zu sehen.
Andere geologische Einheiten sind Labyrinth (tektonisch gestörte Regionen, die oft Flusskanäle enthalten) und hügelig (hügelig, mit einigen Bergen).
Die Karte ist a Mollweide-Projektion , wodurch genaue Proportionen, aber weniger genaue Formen erstellt werden. Mollweide-Projektionen werden häufig verwendet, um globale Verteilungen abzubilden. Diese Karte ist auf 0 Grad Breite und 180 Grad Länge zentriert und der Maßstab ist 1:2.000.000.
Ihre Arbeit ist jedoch mehr als nur die Karte. Sie haben auch den verschiedenen geologischen Einheiten ein Alter gegeben. Die Autoren sagen, dass die Dünen und Seen relativ jung sind, während das hügelige Gelände das älteste auf dem Mond ist.
In ihrem Papier sagen die Autoren, dass es in der Geologie von Titan eine klare Breitendifferenz gibt. „Unsere Ergebnisse zeigen auch, dass die Oberfläche von Titan von Sediment- oder Ablagerungsprozessen mit deutlichen Breitengradunterschieden dominiert wird, mit Dünen am Äquator, Ebenen in mittleren Breiten und Labyrinthgeländen und Seen an den Polen.“
Das Team verließ sich stark auf das Radarbildgebungssystem von Cassini, das die Fähigkeit hatte, die dicke stickstoffreiche Atmosphäre zu durchdringen. Sie verwendeten auch Bilder von den sichtbaren und infraroten Instrumenten der Raumsonde, mit denen Bilder von Titans größeren Oberflächenmerkmalen aufgenommen werden konnten. Alle diese Bilder wurden während Cassinis mehr als 120 Vorbeiflügen von Titan aufgenommen.
Diese globale Karte von Titan ist nicht geologisch, aber viele der Oberflächenmerkmale sind beschriftet. Bildnachweis: Von NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/USGS – http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA20713.jpg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index .php?curid=51156638
„Diese Studie ist ein Beispiel für die Verwendung kombinierter Datensätze und Instrumente“, sagte Lopes. „Obwohl wir keine globale Abdeckung mit Radar mit synthetischer Apertur [SAR] hatten, haben wir Daten von anderen Instrumenten und anderen Radarmodi verwendet, um die Eigenschaften der verschiedenen Geländeeinheiten zu korrelieren, damit wir auf das Gelände selbst in Gebieten schließen können, in denen wir dies nicht tun. Keine SAR-Abdeckung.“
An der Studie war auch der Planetargeologe David Williams von der School of Earth and Space Exploration der Arizona State University beteiligt. Williams hat bereits Erfahrung mit dem Magellan Venus Orbiter und auf einer früheren regionalen geologischen Karte von Titan. Er half dabei zu identifizieren, welche geologischen Merkmale auf Titan mit dem Radar bestimmt und dann von dort auf die nicht vom Radar erfassten Regionen extrapoliert werden konnten.
„Die Cassini-Mission hat gezeigt, dass Titan eine geologisch aktive Welt ist, in der Kohlenwasserstoffe wie Methan und Ethan die Rolle des Wassers auf der Erde einnehmen“, sagte Williams. „Diese Kohlenwasserstoffe regnen an der Oberfläche, fließen in Bächen und Flüssen, sammeln sich in Seen und Meeren an und verdampfen in die Atmosphäre. Es ist eine ganz erstaunliche Welt!“
Titan ist eine faszinierende Welt, und einige vermuten, dass es aufgrund der Anwesenheit von Flüssigkeit auf seiner Oberfläche in der Lage sein könnte, Leben zu erhalten. Das mag weit hergeholt sein oder auch nicht. Trotzdem ist es immer noch eine faszinierende und wissenschaftlich interessante Welt.
Eine Illustration des Dragonfly-Drehflüglers der NASA auf Titan. Bildquelle: NASA
Die NASA hat kündigte ihre Libelle an Mission, Titan genauer zu studieren, insbesondere seine Chemie und potenzielle Bewohnbarkeit. Dragonfly wird ein kleines Roboterflugzeug mit Drehflügeln sein, das Dutzende von vielversprechenden Orten auf Titan anfliegen kann, wo es suchen kann präbiotische chemische Prozesse sowohl auf Titan als auch auf der Erde üblich.
Dragonfly soll 2026 starten und erst 2034 auf Titan ankommen.
Mehr:
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- Universum heute: Die NASA kehrt zu Saturns Mond-Titan zurück, diesmal mit einem nuklearbatteriebetriebenen Quadcopter