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CASSINI
Eisschollen auf den Seen Titans?
von Stefan Deiters
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9. Januar 2013

In einer neuen Studie kommen Wissenschaftler der Cassini-Mission zu dem Schluss, dass auf den Seen des Saturnmonds Titan Eis aus Kohlenwasserstoff schwimmen könnte. Dies würde erklären, warum bei Radarbeobachtungen die Seen zuweilen eine sehr unterschiedliche Reflektivität zeigen. Solches Eis könnte zudem auch für die Entstehung von Leben auf dem Mond eine Bedeutung haben.

Titan

Könnte es auf den Seen Titans Kohlenwasserstoffeis geben, wie auf dieser künstlerischen Darstellung zu sehen ist? Bild: NASA/JPL-Caltech/USGS

"Eine der wohl faszinierendsten Fragen in Bezug auf die Seen des Titan ist, ob sie irgendeine exotische Form von Leben beherbergen könnten", so Jonathan Lunine von der amerikanischen Cornell University. "Die Bildung von schwimmendem Kohlenwasserstoffeis könnte die Möglichkeit einer interessanten Chemie an den Übergängen zwischen flüssig und fest schaffen. Eine solche Grenze hat eventuell auch bei der Entstehung des Lebens auf der Erde eine wichtige Rolle gespielt."

Titan ist - außer der Erde - das einzige Objekt im Sonnensystem, auf dem es einen Flüssigkeitskreislauf auf der Oberfläche gibt. Die Rolle des verdampfenden und wieder abregnenden Wassers übernehmen auf dem größten Saturnmond allerdings Kohlenwasserstoffe wie Methan und Ethan. Aus ihnen können auch komplexere Verbindungen entstehen und eventuell auch Grundbausteine für Leben. Auf Titan hat man inzwischen zahlreiche Seen und auch Flusssysteme aus Kohlenwasserstoffen entdeckt (astronews.com berichtete wiederholt).

 Bislang hatten die Cassini-Wissenschaftler es aber für unwahrscheinlich gehalten, dass auf den Seen des Saturnmonds Eis schwimmt, da festes Methan eine höhere Dichte als flüssiges Methan hat und deswegen absinken würde. Eine neues Modell hat nun allerdings gezeigt, dass es doch möglich sein könnte. Das Modell berücksichtigt Wechselwirkungen zwischen dem See und der Atmosphäre des Titan, wodurch es zu verschiedenen Zusammensetzungen des Eises kommen kann, sowie Stickstoffeinschlüsse und unterschiedliche Temperaturen. Die Bildung von Eis könnte die unterschiedliche Reflektivität erklären, die bei Radarbeobachtungen der Seen durch die Sonde Cassini aufgefallen waren.

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Das Team stellte nämlich fest, dass Eis tatsächlich auf methan- und ethanreichen Seen schwimmen kann, wenn die Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts von Methan, also unterhalb von minus 182,75 Grad Celsius liegt. Entscheidend sei dabei nur, unabhängig von den verschiedenen Eissorten, dass in dem Eis mindestens fünf Prozent "Luft" aus der Atmosphäre eingeschlossen ist - ein Wert, der bei jungem Seeeis auf der Erde durchaus üblich ist.

Ist die Temperatur einige Grad niedriger, würde dieses Eis dann allerdings auch absinken, was am relativen Verhältnis von Stickstoff in der Flüssigkeit und im Eis liegt. Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt von Methan hingegen könnte es sowohl schwimmendes als auch absinkendes Eis geben, also eine Art Eiskruste auf dem See und Eisblöcke auf dem Seeboden. Unsicher sind sich die Wissenschaftler noch, welche Farbe das Eis haben würde. Sie vermuten, dass es, wie auf der Erde, farblos wäre. Es könnte allerdings von der Titan-Atmosphäre einen leicht bräunlich-rötlichen Schimmer haben. 

Lange bevor vielleicht einmal eine Sonde die Theorie der Wissenschaftler vor Ort überprüfen kann, könnte die Saturnsonde Cassini helfen, die neuen Ideen über Eisschollen auf den Titan-Seen zu testen. Cassini sollte nämlich mit seinem Radarinstrument Veränderungen feststellen, wenn sich die Seen im Frühling erwärmen und Eis an die Oberfläche kommt. Der Frühling hat auf der Nordhalbkugel des Mondes inzwischen begonnen. Das Eis sollte dann für eine höhere Reflektivtät sorgen, so dass die Seen auf den Radarbildern heller erscheinen. Bei weiterer Erwärmung würde das Eis schließlich tauen und die Seen müssten auf den Radarbildern dunkler werden.

"Cassinis verlängerter Aufenthalt im Saturnsystem gibt uns die einmalige Möglichkeit, die jahreszeitlichen Veränderungen auf Titan zu verfolgen", so Linda Spilker, die Cassini-Projektwissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory der NASA. "So werden wir sehen, ob diese Theorie richtig ist." Die Cassini-Mission war von der NASA 2010 bis ins Jahr 2017 verlängert worden. Die Sonde wird den Saturn und seine Monde damit noch bis kurz nach der Sommersonnenwende auf der Nordhalbkugel erforschen können. Cassini hatte den Saturn kurz nach der Wintersonnenwende auf der Nordhalbkugel des Planeten erreicht.

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siehe auch
Titan: Ein Flusssystem wie der Nil - 17. Dezember 2012
Cassini: Sonne spiegelt sich in einem Titan-See - 18. Dezember 2009
Cassini: Spiegelglatter See auf Saturnmond Titan - 24. August 2009
Cassini: Methanregen auf Titan? - 30. Januar 2009
Titan: Ethan-See auf Saturnmond entdeckt - 31. Juli 2008
Cassini: Methan-Seen auf Titan - 29. September 2006
Cassini: Ethanwolke über Titans Polarregion - 19. September 2006
Cassini: Ein See aus Methan auf Titan? - 1. Juli 2005
Links im WWW
Cassini, Seiten der NASA
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