Cassini-Daten zeigen nun, dass einige der Titan-Seen überraschend tief sind.
Infrarotaufnahme von Meeren und Seen auf der Nordhalbkugel von Titan, aufgenommen von Cassini im Jahr 2014. Das Sonnenlicht scheint vom südlichen Teil von Titans größtem Meer, Kraken Mare. Bild über die NASA / JPL-Caltech / Universität von Arizona / Universität von Idaho.
Saturns größter Mond Titan ist neben der Erde die einzige Welt in unserem Sonnensystem, von der bekannt ist, dass sich auf seiner Oberfläche Flüssigkeitskörper befinden. Wissenschaftler gaben 2007 endgültige Beweise für sie bekannt, die auf Daten der NASA-Raumsonde Cassini basieren. Die großen sind bekannt als Maria (Meere) und die Kleinen als lacus (Seen). Es ist jetzt bekannt, dass der hydrologische Kreislauf von Titan dem der Erde erstaunlich ähnlich ist, mit einer großen Ausnahme: Die Flüssigkeit auf Titan ist aufgrund der extremen Kälte flüssiges Methan / Ethan anstelle von Wasser. Insbesondere auf der Nordhalbkugel des Mondes gibt es Dutzende kleinerer Seen in der Nähe seines Pols. Jetzt haben Wissenschaftler festgestellt, dass sie überraschend tief sind und auf den Gipfeln von Hügeln und Mesas liegen. Diese Beobachtungen stammen aus Daten, die während des letzten Vorbeiflugs von Titan während der Cassini-Mission, die 2017 endete, gesammelt wurden.
Die neuen, von Experten überprüften Ergebnisse wurden am 15. April 2019 in der Zeitschrift veröffentlicht Natur-Astronomie.
Wissenschaftler hatten gedacht, dass die Seen eine fast gleiche Mischung aus Methan und Ethan sein würden, wie die größeren Meere. Dies ist der Fall bei dem einzigen großen See in der südlichen Hemisphäre, Ontario Lacus. Zu ihrer Überraschung stellten sie jedoch fest, dass die Seen auf der Nordhalbkugel fast ausschließlich aus Methan bestehen. Als Hauptautor erklärte Marco Mastrogiuseppe, ein Radarwissenschaftler von Cassini bei Caltech:
Jedes Mal, wenn wir auf Titan Entdeckungen machen, wird Titan immer mysteriöser. Mit diesen neuen Messungen können jedoch einige wichtige Fragen beantwortet werden. Wir können jetzt die Hydrologie von Titan besser verstehen.
Karte von Titans Meeren und Seen auf der Nordhalbkugel. Bild über JPL-Caltech / NASA / ASI / USGS.
Aber während einige Fragen beantwortet werden können, werden auch andere neue aufgeworfen. Warum der Unterschied zwischen den Seen in der nördlichen und südlichen Hemisphäre? Auch die Hydrologie auf der einen Seite der Nordhalbkugel scheint sich sehr von der auf der anderen Seite zu unterscheiden. Warum? Auf der Ostseite finden Sie größere Meere mit niedrigen Höhen, Canyons und Inseln. Die Westseite wird jedoch von den kleineren Seen dominiert, die sich auf Hügeln und Mesas befinden. Einige dieser Seen sind mehr als 100 Meter tief, eine Überraschung angesichts ihrer geringen Größe. Wie der Cassini-Wissenschaftler und Co-Autor Jonathan Lunine von der Cornell University feststellte:
Es ist, als ob Sie auf den Nordpol der Erde herabblicken und feststellen könnten, dass Nordamerika eine völlig andere geologische Lage für flüssige Körper aufweist als Asien.
Cenote Sagrado (Heilige Cenote) in der Nähe von Chichen Itza, einem der bekanntesten Karstseen (oder Dolinen) in Yucatán. Es wird angenommen, dass die Karstseen den tiefen Methanseen auf Titan ähnlich sind. Bild über Emil Kehnel / Wikipedia / CC BY 3.0.
Die Ergebnisse zeigen, dass Titans fremde und doch irdische Landschaft noch ungewöhnlicher ist als gedacht. Sie zeigen sehr tiefe Seen auf hohen Mesas oder Hochebenen, was darauf hindeutet, dass sie sich gebildet haben, als sich das umliegende Gestein aus Eis und festen organischen Stoffen chemisch aufgelöst hat und zusammengebrochen ist. Diese Titan-Seen erinnern an Karstseen auf der Erde, die sich bilden, wenn unterirdische Höhlen einstürzen. In den irdischen Gegenstücken löst Wasser jedoch Kalkstein, Gips oder Dolomitgestein.
Dies ist ein großartiges Beispiel dafür, wie ähnlich wie der hydrologische Kreislauf geologische Prozesse auf Titan die auf der Erde nachahmen und gleichzeitig einzigartig titanisch sein können. In vielerlei Hinsicht Titan sieht aus Ähnlich wie die Erde, aber die zugrunde liegenden Mechanismen und die Zusammensetzung der Materialien unterscheiden sich grundlegend auf dieser Welt im viel kälteren äußeren Sonnensystem.
Cassini beobachtete auch eine andere Art von See auf der Titan. Radar- und Infrarotdaten ergaben vorübergehende Seen, in denen der Flüssigkeitsstand erheblich variiert. Diese Ergebnisse wurden in einem separaten Artikel in veröffentlicht Natur-Astronomie. Laut Shannon MacKenzie, einem Planetenforscher am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University, können diese Änderungen saisonbedingt sein:
Eine Möglichkeit besteht darin, dass diese vorübergehenden Merkmale flachere Flüssigkeitskörper gewesen sein könnten, die im Laufe der Saison verdunstet sind und in den Untergrund eingedrungen sind.
Bilder von Cassini zeigen neue kleine Seen, die zwischen 2004 und 2005 in Arrakis Planitia entstanden sind. Solche Seen scheinen vergänglich zu sein, wobei die Flüssigkeiten die Seen füllen, bevor sie wieder verdunsten oder in den Boden eindringen. Bild via NASA / JPL / Space Science Institute.
Zusammengenommen stützen die Ergebnisse sowohl für die tiefen als auch für die transienten Seen das Szenario, in dem Methan / Ethan-Regen die Seen speist, die dann wieder in die Atmosphäre verdampfen oder in den Untergrund abfließen und Flüssigkeitsreservoirs unter der Oberfläche zurücklassen. Es ist ein vollständiger hydrologischer Kreislauf, aber in einer kälteren Umgebung als auf der Erde können Methan und Ethan flüssig sein und Wasser liegt in Form von steinhartem Eis vor.
Das Vorhandensein von Seen und Meeren auf dem Titan wirft eine andere Frage auf. Könnte es dort möglicherweise irgendeine Form von Leben geben? Einige Wissenschaftler glauben, dass es trotz der harten Bedingungen im Gegensatz zur Erde tatsächlich zumindest mikroskopische Organismen geben könnte, die flüssiges Methan / Ethan auf ähnliche Weise wie das Leben hier mit Wasser nutzen. Solches Leben müsste entwickelt werden, um unter Bedingungen zu existieren, die auf der Erde einzigartig sind, aber es ist eine faszinierende Möglichkeit.
Fazit: Daten zu Titans Seen, die von der Cassini-Raumsonde (deren Mission im Jahr 2017 endete) gesammelt wurden, geben weiterhin Aufschluss über einen hydrologischen Zyklus, der in gewisser Hinsicht bemerkenswert ähnlich wie der der Erde ist - in anderen Fällen jedoch deutlich fremd. Neu ist, dass die Seen in der Nähe des Nordpols von Titan überraschend tief sind und sich auf den Gipfeln von Hügeln und Mesas befinden.