Titan besitzt eine dichte Atmosphäre, die neben Stickstoff auch Kohlenwasserstoffe enthält. Ein Forscherteam hat dieses Phänomen nun plausibel erklären können.
Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: NASA. Vertont von Guido Schumann.
Der Saturnmond Titan hat eine enorme Anziehungskraft auf Astronomen. Zu viele Zusammenhänge um seine Sonderrolle unter allen Monden des Sonnensystems sind noch ungeklärt. Vor allem die dichte, unter anderem kohlenwasserstoffreiche Atmosphäre gibt nach wie vor Rätsel auf.
(Bild: NASA)
Seit der Ankunft der europäisch-amerikanischen Sonde Cassini am Ringplaneten kommt jedoch Bewegung in die Titanforschung, da diese mehrmals pro Jahr bei Titan vorbeischaut und dabei jedes Mal neue Daten und Bilder zur Erde schickt.
Der simpelste Kohlenwasserstoff Methan spielt nach neusten Erkenntnissen der Missionswissenschaftler eine ähnliche Rolle auf dem Titan wie das Wasser auf der Erde. Demnach bildet methanreiches Wassereis eine Kruste über einem flüssigen Wasserozean, der mit Ammoniak versetzt ist. In mehreren Stufen wurde dann Methan aus dieser Kruste ausgegast und reicherte damit die stickstoffreiche Titanatmosphäre an. Solche Ereignisse kamen in der Evolution des Titan vermutlich dreimal vor.
Ein französisch-amerikanisches Forscherteam veröffentlichte kürzlich diese Erkenntnisse: Gabriel Tobie und Christophe Sotin von der Universität von Nantes sowie Jonathan Lunine von der Universität von Arizona schrieben darüber in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature. Ihre Ergebnisse stimmten mit den Daten der am 14. Januar 2005 auf Titan gelandeten Sonde Huygens sowie mit denen des Cassini-Orbiters überein.
Bisher war bekannt gewesen, dass die Titanatmosphäre erhöhte Methan-, Ethan-, Acetylen- und andere Kohlenwasserstoff-Anteile enthält. Dies hatte bisher aber für Konfusion unter den Wissenschaftlern geführt, da solare Strahlung diese Moleküle in einigen zehn Millionen Jahren zerstören müsste. Der logische Schluss daraus war bald klar: Die Atmosphäre muss durch irgendeinen Prozess von Zeit zu Zeit wieder aufgefüllt werden.
Es war die wichtigste Methan-Freisetzung, die vor etwa zwei Milliarden Jahren einsetzte, als es zu einer vermehrten Konvektion (d.h. einem Wärmetransport mithilfe von bewegter Materie) innerhalb des Silikatkerns des Titans kam.
„Der Gesteinskern heizte sich immer weiter auf, da er einige natürliche radioaktive Elemente wie Uran, Kalium und Thorium enthielt. Auf der Erde kommen diese Stoffe vor allem in der Kruste vor – auf Titan stecken sie aber deutlich tiefer im Gestein. So konnte sich der Kern immer weiter aufheizen, bis schließlich die Konvektion einsetzte“, sagte Jonathan Lunine. Während dieser zweiten Phase wurde also Konvektionshitze an den Titanmantel abgegeben. Dies führte zu einer Ausdünnung der Eiskruste und damit zu einer Freisetzung des dort noch gebundenen Methans in die Atmosphäre.
Mehr zur Freisetzung von Methan auf Titan finden Sie in „Saturn Aktuell“: Ursache für Methan in der Titanatmosphäre.
