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Treibstoffseen auf dem Titan

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 14.08.2008 08:49

Der Saturnmond überrascht die Planetologen immer wieder. Hatten sie ihn ursprünglich als relativ langweilige Eiswelt angesehen, lösten genauere Bilder, die die Raumsonde „Voyager“ und danach das Weltraumteleskop „Hubble“ zur Erde funkten, große Erwartungen aus. Ozeane aus flüssigen Kohlenwasserstoffen wurden erwartet, doch auch dieses Bild enttäuschte der Mond. Die US-Sonde „Cassini“ zeigt jetzt, wie vielseitig Titan in Wirklichkeit ist.

Ontario lacus„Wir konnten erstmals zweifelsfrei nachweisen, dass es auf einem anderen Himmelskörper als der Erde Flüssigkeiten an der Oberfläche gibt“, erklärt Robert Brown von der Universität von Arizona in Tucson. Flüssige Gewässer kannte man bisher nur von der Erde, hatte sie auch auf dem Titan erwartet, aber bislang nicht nachweisen können. Ontario Lacus heißt das erste außerirdische Gewässer, weil es einerseits ungefähr so aussieht und auch so groß ist wie der Ontariosee und weil andererseits die Entdecker Amerikaner sind.

Obwohl der Titan-See demnach Platz 14 unter den irdischen Seen einnähme, sind die Planetologen ein bisschen enttäuscht, hatten sie doch auf dem  riesigen Saturnmond ganze Ozeane aus Methan und Ethan erwartet. „Es war eine Überraschung, dass wir nun wohl keinen Ozean gefunden haben“, erklärt Ralf Jaumann, Professor am Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, „aber wir haben sehr viele Spuren von Flüssigkeit auf der Oberfläche gefunden, wie wir das auf der Erde auch haben.“ Canyons und großflächiges Schwemmland auf der Titanoberfläche spricht Bände von geradezu katastrophalen Fluten, aber die Flüssigkeit, die die Schluchten gräbt und das Geröll ablagert, die fehlt.

Flusssysteme auf dem TitanDabei gibt es genug davon auf dem Titan. Die Atmosphäre ist dick, der Oberflächendruck eineinhalb Mal so hoch wie auf der Erde, und es sind vor allem Stickstoff und eine gewaltige Palette von Kohlenwasserstoffen, die die Lufthülle des Titan ausmachen. „ Das sind sehr komplexe Kohlenwasserstoffringe, die schon so in die komplexe organische Chemie reingehen. Und wir finden noch höherwertige Kohlenwasserstoffe, also wenn Sie so wollen, finden wir alles, was wir bei uns in der Kohle und dem Erdöl auch findet“, so Jaumann. Die Kohlenwasserstoffe entstehen, wenn das ultraviolette Licht der Sonne auf die Methan-Moleküle in der dichten Titan-Atmosphäre trifft,. Dennis Matson vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena: „Das UV-Licht zerstört einerseits die organischen Moleküle und hilft andererseits dabei, neue zu schaffen. Wenn die UV-Strahlung auf Methan trifft, laufen vielfältige chemische Prozesse ab, die größere Moleküle wachsen lassen. Ethan entsteht, Propan und viele andere Kohlenwasserstoffe. Die werden dann durch die Strahlung ionisiert und sehr reaktiv, und wir kommen zu noch komplexeren Verbindungen. Da läuft also eine höchst komplexe Chemie ab, die wir für Titan nicht für möglich gehalten hätten.“

Ein Flüssigkeitskreislauf wie auf der Erde sorgt dann dafür, dass ein Teil dieser komplexen Verbindungen auf die Titanoberfläche gelangen: Es regnet schlicht auf dem Mond, und zwar offenbar in den höheren Breiten, wo Cassini auch Ontario Lacus entdeckt hat. Inwieweit die Seen nur in bestimmten Jahreszeiten auftreten, etwa wenn sich der jeweilige Pol im Winter befindet, können die Wissenschaftler allerdings nur spekulieren. „Titans Jahr dauert 30 Erdenjahre, es kann gut sein, dass das Methan nur im Winter sich anreichert,  herabfällt und den See bildet, oder vielleicht im Sommer, je nachdem wann es am meisten regnet“, betont Ralph Lorenz, Planetologe am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins Universität im US-Bundesstaat Maryland. Cassini besucht seit 2004 den Titan, wenn man es auf irdische Verhältnisse umrechnet, wären das gerade einmal sechs Wochen. „ Wenn Sie das mit der Erde vergleichen, dann könnte man sagen“, so Ralf Jaumann, „Sie beobachten im Januar 14 Tage, und dann sollen Sie gleich sagen, wie es im Sommer aussieht.“

Titan-OberflächeDennoch sind Methanregen und -seen auf der Oberfläche ein besonders interessanter Aspekt des Saturnmonds. Denn so gelangen die Kohlenwasserstoffe aus der Atmosphäre auf die Oberfläche und dort in relative Nähe zum Wasser des Ozeans unter der Oberfläche. Kohlenwasserstoffe und Wasser, das sind die Stoffe, aus denen auf der Erde Leben gemacht ist - warum nicht auch auf dem Titan? Robert Brown: „Leben könnte auf Titan auf eine in unseren Augen sehr exotische Art und Weise entstanden sein, und es könnte so exotisch sein, das wir es derzeit noch nicht einmal ausdenken könnten.“ Die Atmosphäre Titans entspricht jedenfalls perfekt der Uratmosphäre, die sich Stanley Miller und Harold Urey in den 50er Jahren für ihre berühmten Experimente ausgedacht hatten. Mit ihnen wollten sie die Entstehung des Lebens auf der Erde nachvollziehen, und tatsächlich haben sie auch komplexe organische Moleküle bis hin zu Aminosäuren - den Bausteinen der Eiweiße - produziert. Der Schönheitsfehler: Wie sich herausgestellt hat, haben Bedingungen wie in ihren Experimenten auf der Erde nie geherrscht. Doch die Chemiker haben, ohne es zu wissen, die Bedingungen auf Titan nachgestellt.

Ob sich aus den theoretischen Möglichkeiten mehr entwickelt hat, ist ungewiss. „Ob es unter Umständen auf Titan Bedingungen gibt, unter denen es selbst reproduzierende Moleküle gibt, das wissen wir derzeit noch nicht“, betont Cassini-Missionswissenschaftler Dennis Matson. Dafür sind die Instrumente an Bord von Cassini nicht ausgerüstet.

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