31.01.2012 · Das Wetter auf dem Saturnmond hat eine einzigartige Dünenlandschaft geformt. Die Form der Dünen variiert mit der Höhe und der titanographischen Breite, wie französische und amerikanische Forscher jetzt herausgefunden haben.
Von Hermann-Michael Hahn
© NASA/JPL/University of Arizona
Titan ist der größte Mond im gesamten Sonnensystem - größer als der früher als Planet geführte Pluto. Außerdem besitzt Titan eine eigene Atmosphäre. Dies ist eine Kombination von Aufnahmen im sichtbaren und infraroten Licht
Der Saturnmond Titan ist der einzige Trabant im Sonnensystem, der über eine nennenswerte Atmosphäre verfügt. In einer solchen Gashülle laufen naturgemäß auch meteorologische Prozesse ab, die - ebenso wie geologische und hydrologische Vorgänge - die Oberfläche des Himmelskörpers mitgestalten. Was die Untersuchung weitverbreiteter Dünenfelder über die Meteorologie in der Titan-Atmosphäre und die Geologie des Mondes verrät, berichten französische und amerikanische Forscher jetzt in der Zeitschrift "Icarus" (Bd. 217, S. 231).
Späher für den Titan
Erste Hinweise, die für die Existenz einer dichten Atmosphäre auf Titan hindeuteten, wurden bereits 1932 gefunden. Knapp fünfzig Jahre später, als die Sonde "Voyager 1" im November 1980 an dem Trabanten vorbeiflog, wurde klar, dass die Atmosphäre zum überwiegenden Teil aus Stickstoff besteht und mit rund anderthalbfachem Erdatmosphärendruck auf der Oberfläche des Saturnmondes lastet. Weil dichte Wolken sowie eine hochliegende Dunst- und Smogschicht den Blick auf die Titanoberfläche versperren, war es aber erst mit der amerikanisch-europäischen Raumsonde "Cassini" und ihren Radarantennen möglich, die Oberfläche des Titans zu erkunden und wichtige Daten zur Morphologie und Geologie des größten Saturnmondes zusammenzutragen.
Wüstenhafte Tropenzone
Neben zahlreichen Seen und weiten Ebenen kamen dabei auch ausgedehnte Dünenfelder zum Vorschein, die rund zehn Millionen Quadratkilometer und damit ein Achtel der Mondoberfläche bedecken. Die Dünen treten besonders in einem Bereich zwischen dreißig Grad nördlicher und südlicher Breite auf, also in jenem Gebiet, das man als Tropenzone des Saturnmondes bezeichnen könnte. Im Vergleich zu irdischen Dünen erweisen sie sich als riesig - mit Kammweiten von ein bis zwei Kilometern, einer Höhe von etwa hundert Metern und Längen von mehreren hundert Kilometern. Anders als irdische Dünen bestehen sie nicht aus Sandkörnern, sondern aus festen Kohlenwasserstoffen. Diese Verbindungen regnen aus der Atmosphäre hernieder und verklumpen durch einen noch unbekannten Prozess zu etwa millimetergroßen Körnern.
© Nasa/JPL/Esa
Die Formen der Dünen sind auf dem Titan (links) und auf der Erde (rechts) sehr ähnlich.
Formenreiche Dünenfelder
Die detaillierte Untersuchung der Dünenformationen hat jetzt regionale Unterschiede zutage gefördert, die offenbar von der Geländehöhe und der titanographischen Breite abhängen. So treten Dünenfelder in höher gelegenen Gebieten seltener auf als in den Tiefebenen. Die Dünen in den Höhenlagen sind schmaler und weiter voneinander entfernt; zudem erscheinen die Zwischenräume auf den Radarbildern heller als im Tiefland, was auf eine dünnere "Sanddecke" und allgemein weniger dünenbildendes Material schließen lässt. Eine ähnliche Variation in der Gestalt der Dünenlandschaft ist auch je nach titanographischer Breite zu beobachten - mit schmaleren, weiter auseinanderliegenden Dünen zum nördlichen Rand der Tropenzone hin.
Einfluss der Sonnenstellung
Diese breitenabhängige Topographie der Dünenfelder hängt nach Ansicht von Alice Le Gall vom Laboratoire Atmosphères Milieux Observations Spatiales in Paris vermutlich mit der Exzentrizität der Saturnbahn zusammen. Da der Saturn - und mit ihm sein Mond Titan - gerade dann durch den sonnennahen Teil ihrer Bahn ziehen, wenn auf der Südhalbkugel des Titans Sommer herrscht, sind diese Südsommer wärmer als die Sommer auf der Nordhalbkugel des Saturnmondes. Dadurch dürften die südlichen Regionen trockener sein als die nördlichen, und der trockenere "Sand" wäre vom Wind leichter zu transportieren. In den feuchteren nördlichen Gebieten dagegen würden die "Sandkörner" schwerer und wären entsprechend schwieriger zu Dünen aufzutürmen, so Le Gall.
© NASA/JPL/Space Science Institute
Titan, halb so groß wie die Erde, vor „seinem” Planeten, der Saturn
Modelle belegen die These
Gestützt wird dieser Erklärungsversuch durch die Verteilung der mit Ethan und Methan gefüllten Seen auf Titan. Sie konzentrieren sich auf die Nordhalbkugel des Saturnmondes, wo die niedrigeren Temperaturen eine höhere Bodenfeuchte zulassen. Er passt außerdem zu einem Computermodell des Methanzyklus in der Titanatmosphäre, das amerikanische Wissenschaftler um Tapio Schneider vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena (Kalifornien) kürzlich in der Zeitschrift "Nature" (Bd. 481, S. 58) vorgestellt haben. Auch dort geht man von einem - durch die Bahnexzentrizität geprägten - erhöhten Feuchtegehalt auf der Nordhalbkugel des Saturnmondes aus, der in den kommenden beiden Jahren zu einer gesteigerten Wolkenbildung über der Nordpolregion führen sollte.
