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Saturnmond: Elektrisch geladene Titandünen trotzen dem Wind

Die Dünen auf dem Saturnmond Titan sind ein gern studiertes Kuriosum des Saturnmonds. Warum wachsen sie gegen die Hauptwindrichtung?
Sanddünen in der Wüste von Abu Dhabi

Über die gigantischen Sanddünen auf dem Saturnmond Titan haben Wissenschaftler mit Hilfe der Raumsonde Cassini in den letzten Jahren vieles herausgefunden: Sie sind hunderte Kilometer lang und oft mehr als 100 Meter hoch, bedecken in ordentlichen Wellenfronten deutlich mehr als zehn Prozent der Gesamtfläche des Monds um den Äquator und – lange ein Mysterium – sind entgegen den dort normalerweise vorherrschenden Ostwinden ausgerichtet, obwohl diese sie eigentlich in die Gegenrichtung blasen sollten. Warum das so ist, hat Astronomen lange beschäftigt: Wahrscheinlich ist eine saisonal auftretende, monsunartige Atmosphärenstromumkehr mit kurzzeitig deutlich auffrischenden Westwinden hauptverantwortlich. Die ganze Antwort war das aber noch nicht, wie immer neue Studienergebnisse nahelegen.

Dünen auf Titan | Auf Titan breiten sich Dünen über weite Regionen aus und bedecken etwa 13 Prozent der Gesamtoberfläche des Saturnmonds (linke Teilbilder). Sie ähneln irdischen Sanddünen sehr, in den rechten Teilbildern sind Ausschnitte aus der Sandwüste des "Leeren Viertels (Rub Al Khali)" auf der Arabischen Halbinsel zu sehen und aus der Wüste Kalahari. Die irdischen Dünen bestehen überwiegend aus feinen Quarzkörnern, während ihre Gegenstücke auf Titan aus festen Kohlenwasserstoffen zusammengesetzt sind. Sie bilden Partikel von bis zu einem zehntel Millimeter Durchmesser, die vom Wind verbreitet werden.

Denn die Dünen können sich nur so formen, wie sie es tun, weil sie in der extrem trockenen und sehr dichten Atmosphäre des Titan aus ganz besonderem Material bestehen: fest verklumpten Kohlenwasserstoffkörnchen von rund einem zehntel Millimeter Durchmesser. Und diese Kügelchen entwickeln vor Ort ganz spezielle Eigenschaften. Das belegen nun Forscher um Josef Dufek vom Georgia Institute of Technology mit einem groß angelegten Titandünen-Simulationsexperiment.

Die Wissenschaftler haben das Titanwetter in zylindrischen Versuchskammern nachgestellt, in denen sie eigens hergestellte Kohlenwasserstoffkugeln sanft rotieren ließen. Dabei zeigten sich schnell enorme elektrostatische Effekte, die die Kügelchen an allem – inklusive sich selbst – haften ließen. So entstehen immer größere Klümpchen und vor Ort auf dem Titan riesige, recht fest miteinander verbackene Dünengebilde, denen die im Normalfall vorherrschenden Winde nichts anhaben können. Erst höhere Windstärken, wie sie nur bei den saisonalen Titanmonsunen mit mehr als fünf Kilometern pro Stunde nach Westen blasen, können die Form der elektrisch verbackenen Dünen noch beeinflussen. All dies ereignet sich allerdings nur im trockenen Aquatorgürtel: Vor allem nördlich, in Richtung Pol, dominieren flache Ebenen und schließlich feuchte Methanseen die Landschaft des Monds.

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