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News: Keine Ölkrise auf Titan

Im Jahre 2005 stieß die Raumsonde Cassini auf die lange gesuchten Seen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen, die Theoretiker vorhergesagt hatten. Neue Untersuchungen zeigen nun, dass sie nicht nur Methan, sondern auch große Mengen an Ethan und anderen Kohlenwasserstoffen enthalten.
Der Saturnmond Titan im sichtbaren Licht
Vor dem Eintreffen der Raumsonde Cassini im Saturnsystem im Juli 2004, waren viele Planetologen davon ausgegangen, dass die Oberfläche des Mondes Titan in weiten Teilen von einem globalen Ozean aus Methan bedeckt sein könnte, der mit der dichten Atmosphäre im Gleichgewicht steht.

Spektroskopische Untersuchungen der beiden Voyager-Raumsonden Anfang der 1980er Jahre und erdgebundene Messungen hatten gezeigt, dass die Atmosphäre große Mengen an gasförmigen Methan enthält. Methan ist aber wegen der ultravioletten Strahlung der Sonne nicht stabil, es wird von ihr in kleinere Molekülbruchstücke zerlegt, wobei Wasserstoff frei wird. Dieser kann von der schwachen Schwerkraft Titans (etwa ein fünftel Erdschwerkraft) nicht festgehalten werden und entweicht auf Nimmerwiedersehen ins All.

Daher müssen die Verluste ständig ersetzt werden, entweder durch das Verdampfen aus Ozeanen an der mit –190 Grad Celsius eisig kalten Oberfläche, oder aus dem Inneren des Mondes durch vulkanische Aktivität.

Im sichtbaren Licht verhüllt eine permanente Dunstschicht aus feinsten Schwebeteilchen, den so genannten Aerosolen, den Blick auf die Oberfläche. Allerdings ist die Dunstschicht in einigen schmalen Frequenzbereichen im Infraroten recht durchsichtig und kann von den Kameras und einem abbildenden Spektrometer von Cassini durchdrungen werden, so dass die feste Oberfläche von Titan sichtbar wird.

Doch anfangs wollten sich die von den Theoretikern geforderten Ozeane auf den Bildern von Cassini einfach nicht finden lassen. Auch die von Cassini mitgeführte europäische Landesonde Huygens enthüllte auf ihren Bildern zwar ausgetrocknete Flussbetten und landete auf einem ehemaligen Seeboden, aber von flüssigen Kohlenwasserstoffen selbst war nichts zu sehen.

Schließlich fand sich Mitte 2005 endlich ein See, der den Namen Ontario Lacus nach seinem irdischen Gegenstück in Nordamerika erhielt. Weitere Bilder aus den nördlichen Polarregionen des Mondes enthüllten dann weitere Seen, die fast die Größe des Kaspischen Meeres erreichen.
Der Methansee Ontario Lacus auf Titan | Der rund 20 000 Quadratkilometer große See Ontario Lacus aus flüssigem Methan und anderen Kohlenwasserstoffen ist etwas größer als sein nordamerikanisches Gegenstück auf der Erde. Mit einer Temperatur von etwa minus 190 Grad Celsius lädt er nicht unbedingt zum Baden ein.


Die Wissenschaftler nahmen an, dass diese Seen überwiegend aus flüssigem Methan, dem einfachsten Kohlenwasserstoff bestehen. Nun fand ein Forscherteam um Robert Brown an der University of Arizona durch spektroskopische Untersuchungen heraus, dass diese Seen, insbesondere Ontario Lacus große Mengen an weitere Kohlenwasserstoffen enthalten, unter anderem Ethan, Propan und Butan, die zur chemischen Gruppe der Alkane gehören. Dies sind Kohlenwasserstoffe, in denen die Kohlenstoffatome untereinander mit einfacher Bindung verbunden sind.
Die Nordpolarregion des Saturnmonds Titan | Bei ihren vielen Vorbeiflügen am Saturnmond Titan tastete die Raumsonde Cassini die feste Oberfläche des Mondes mit Radarwellen ab. In blau sind hier Seen mit flüssigem Methan und weiteren Kohlenwasserstoffen dargestellt. Die größten "Gewässer" erreichen die Größe des Kaspischen Meeres.


Die dichte methanreiche Atmosphäre von Titan macht die Messungen sehr schwierig, da sie immer ihre eigene spektrale Signatur den Spektren der Seeoberflächen aufdrückt. Die Kunst des Forscherteams bestand nun darin, zuverlässig abzuschätzen, wie diese Signatur im einzelnen aussieht, und sie dann von den Messwerten abzuziehen.

Vielleicht wird ja in ferner Zukunft Titan zu einem der wertvollsten Himmelskörper im Sonnensystem, denn hier finden Raumschiffe unter Garantie immer geeigneten Treibstoff für ihre Triebwerke. Auch Verbrennungsmotoren von künftigen Mondautos würden auf der Titanoberfläche funktionieren, den Treibstoff schöpfen sich die Astronauten mit einem Eimer aus Seen oder Flüssen und tanken an der Zapfsäule flüssigen Sauerstoff für die Verbrennung.

TA

Quelle: Brown, R. H. et al.: The identification of liquid ethane in Titan`s Ontario Lacus. In: Nature 254, S. 601 – 610 (2008).

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