News | 24.01.2012 | Drucken | Teilen

Saturnmond

Dünen auf Titan durch Wettergeschehen beeinflusst

Dünen auf Titan

Seit rund acht Jahren umkreist die US-Raumsonde Cassini den Ringplaneten Saturn und erkundet auch dessen zahlreiche Monde. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem größten Saturntrabanten Titan, dem einzigen Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre und einem ausgeprägten Wettergeschehen. Bei fast jedem Umlauf kommt Cassini relativ nahe an Titan heran, allerdings verwehren dichte Dunstschichten in der Titanatmosphäre im sichtbaren Licht jeglichen Blick auf die feste Oberfläche. Zwar lassen sich im nahen Infraroten Details der Oberfläche ausmachen, aber deutlich besser geht dies mit Radar. Dafür wird die große Hauptantenne der Sonde benutzt, die bei jeder geeigneten Annäherung an Titan einen schmalen Streifen von dessen Oberfläche kartiert. Mittlerweile wurden mehr als 30 Prozent der Oberfläche auf diese Weise erfasst. Dies reicht aus, um Aussagen über die Verteilung von Landformen auf dem Saturnmond zu ermöglichen.

Der größte Teil der festen Titanoberfläche wird von relativ glatten und eher öden Ebenen eingenommen, aber rund 13 Prozent der Gesamtoberfläche sind von Sanddünen bedeckt. Insgesamt erstrecken sich diese über rund zehn Millionen Quadratkilometer, was etwa der Landfläche von Kanada entspricht. Die Dünen ähneln irdischen Seif- oder Lineardünen, das heißt, sie erstrecken sich über Hunderte von Kilometern, sind ein bis zwei Kilometer breit und bis zu 100 Meter hoch. Sie bilden dabei parallele Scharen aus Hunderten solcher Dünenwälle. Damit entsprechen sie den größten derartigen Dünen in den irdischen Wüstenregionen. Die Bezeichnung "Sanddüne" ist in diesem Fall eher irreführend, denn anders als auf der Erde bestehen die Titan-Dünen nicht aus feinen Quarzkörnern, sondern aus festen Kohlenwasserstoffen, die aus den Dunstschichten der Atmosphäre herabrieseln. Sie verklumpen sich am Boden durch einen noch unbekannten Prozess zu Körnchen mit Durchmessern um ein zehntel Millimeter.

Diese Körner werden von den Oberflächenwinden der mit einem Druck von 1,6 bar sehr dichten Lufthülle von Titan erfasst und über die Oberfläche verteilt. Da die Winde auf Titan offenbar mit großer Konstanz wehen, bilden sich die charakteristischen Lineardünenfelder aus. Bei der Auswertung zeigte sich, dass sich die Dünen auf Titan innerhalb eines breiten Streifens von 30 Grad Nord bis 30 Grad Süd entlang des Äquators ausbreiten, in höheren Breiten fehlen sie dagegen. Offenbar gibt es dort nicht genügend "Sand". Die Verteilung der Dünen ist aber auf den beiden Hemisphären nicht gleich, denn auf der Nordhalbkugel neigen die Dünen dazu, schmaler zu sein und weiter auseinander zu liegen. Ein Wissenschaftlerteam um Alice Le Gall vom französischen Forschungsinstitut LATMOS in Paris vermutet, dass sich diese Ungleichverteilung auf die elliptische Umlaufbahn von Saturn um die Sonne zurückführen lässt.

Saturn und der in seiner Äquatorebene umlaufende Titan durchlaufen ausgeprägte Jahreszeiten, die sowohl durch die Achsenneigung von Saturn von rund 27 Grad und die Exzentrizität seiner Sonnenumlaufbahn bedingt sind. Der Ringplanet benötigt rund 29 Jahre für einen Sonnenumlauf, so dass die Jahreszeiten jeweils rund sieben Erdjahre lang sind. Daraus ergibt sich unter anderem, dass die Sommer auf der Südhalbkugel von Titan kürzer, aber wärmer ausfallen. Daher ist die Oberfläche auf der Südhalbkugel trockener, und es gibt dort weniger Niederschläge von flüssigem Methan und Äthan als auf der Nordhalbkugel. Auch die Bodenfeuchte ist damit geringer. Je trockener jedoch die Oberfläche ist, um so weniger neigt der "Sand" dazu, zusammenzuklumpen. So können die Winde die Körner leichter erfassen, aufwirbeln und als Dünen über die Titanoberfläche verbreiten. Der Norden ist dagegen wesentlich feuchter, in der Titan-Arktis breiten sich große Seen und Meere aus flüssigem Methan und Äthan aus, welche die Größe des Kaspischen Meeres auf der Erde erreichen. Somit ist auch in ihrem Umfeld der Boden feuchter, die feinen Partikel klumpen leichter zusammen. Sie stehen damit nicht mehr für die Dünenbildung zu Verfügung, wodurch Dünen auf der Nordhalbkugel seltener sind.

© Sterne und Weltraum
Dünen auf Titan

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