Titan ist aufgrund seiner unglaublich dicken und dunstigen Atmosphäre schwer zu studieren. Aber wenn Astronomen in der Lage sind, einen Gipfel unter seine Methanwolken zu schleichen, haben sie einige sehr faszinierende Merkmale entdeckt. Und einige davon erinnern interessanterweise an geografische Merkmale hier auf der Erde. Zum Beispiel ist Titan der einzige andere Körper im Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass er einen Kreislauf hat, in dem Flüssigkeit zwischen der Oberfläche und der Atmosphäre ausgetauscht wird.
Zum Beispiel zeigten frühere Bilder der Cassini-Mission der NASA Hinweise auf steile Schluchten in der nördlichen Polarregion, die mit flüssigen Kohlenwasserstoffen gefüllt zu sein schienen, ähnlich wie Flusstäler hier auf der Erde. Und dank neuer Daten, die durch Radaraltimetrie gewonnen wurden, wurde gezeigt, dass diese Canyons Hunderte von Metern tief sind und dass Flüsse von flüssigem Methan durch sie fließen.
Diese Beweise wurden in einer neuen Studie mit dem Titel „Flüssigkeitsgefüllte Canyons auf Titan“ vorgestellt, die im August 2016 in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Geophysikalische Forschungsbriefe. Mithilfe von Daten, die der Cassini-Radarhöhenmesser im Mai 2013 erhalten hatte, beobachteten sie Kanäle in der Funktion Vid Flumina, einem Entwässerungsnetz, das mit dem zweitgrößten Kohlenwasserstoffmeer von Titan im Norden, Ligeia Mare, verbunden ist.
Die Analyse dieser Informationen ergab, dass die Kanäle in dieser Region steil sind und etwa 800 m breit und zwischen 244 und 579 m tief sind. Die Radarechos zeigten auch starke Oberflächenreflexionen, die darauf hinwiesen, dass diese Kanäle derzeit mit Flüssigkeit gefüllt sind. Die Höhe dieser Flüssigkeit stimmte auch mit der von Ligeia Mare (innerhalb einer Maring von 0,7 m) überein, die durchschnittlich etwa 50 m tief ist.
Dies steht im Einklang mit der Annahme, dass diese Flusskanäle in der Region in die Ligeia Mare abfließen, was besonders interessant ist, da es Parallelen dazu gibt, wie tiefschlüssige Flusssysteme hier auf der Erde in Seen münden. Und es ist ein weiteres Beispiel dafür, wie der auf Methan basierende Wasserkreislauf auf Titan die Bildung und Entwicklung der Mondmerkmale vorantreibt und auf eine Weise, die dem Wasserkreislauf hier auf der Erde auffallend ähnlich ist.
Alex Hayes - Assistenzprofessor für Astronomie an der Cornell University, Direktor der Spacecraft Planetary Imaging Facility (SPIF) und einer der Autoren des Papiers - hat auf der Grundlage von Radardaten von Cassini mehrere Studien zur Oberfläche und Atmosphäre des Titanen durchgeführt. Wie er kürzlich in einem Artikel des Cornell Chronicler zitiert wurde:
„Die Erde ist warm und felsig mit Wasserflüssen, während Titan kalt und eisig ist, mit Methanflüssen. Und doch ist es bemerkenswert, dass wir auf beiden Welten so ähnliche Merkmale finden. Die im Norden von Titan gefundenen Canyons sind noch überraschender, da wir keine Ahnung haben, wie sie sich gebildet haben. Ihre geringe Breite und Tiefe implizieren eine schnelle Erosion, da der Meeresspiegel im nahe gelegenen Meer steigt und fällt. Dies wirft eine Reihe von Fragen auf, z. B. wohin ist das gesamte erodierte Material gegangen? “
Eine gute Frage, da sie einige interessante Möglichkeiten aufwirft. Im Wesentlichen sind die von Cassini beobachteten Merkmale nur ein Teil der nördlichen Polarregion von Titan, die von großen stehenden Körpern aus flüssigem Methan bedeckt ist - die größten davon sind Kraken Mare, Ligeia Mare und Punga Mare. In dieser Hinsicht ähnelt die Region den glazial erodierten Fjorden auf der Erde.
Die Bedingungen auf Titan erlauben jedoch nicht das Vorhandensein von Gletschern, was die Wahrscheinlichkeit ausschließt, dass sich zurückziehende Eisplatten diese Schluchten geschnitzt haben könnten. Das wirft natürlich die Frage auf, welche geologischen Kräfte diese Region geschaffen haben. Das Team kam zu dem Schluss, dass es nur zwei wahrscheinliche Möglichkeiten gibt - darunter Änderungen in der Höhe der Flüsse oder tektonische Aktivitäten in der Region.
Letztendlich bevorzugten sie ein Modell, bei dem die Variation der Oberflächenhöhe der Flüssigkeit zur Bildung der Canyons führte - obwohl sie anerkennen, dass sowohl tektonische Kräfte als auch Variationen des Meeresspiegels eine Rolle spielten. Valerio Poggiali, assoziiertes Mitglied des Cassini RADAR Science Teams an der Universität Sapienza in Rom und Hauptautor des Papiers, sagte dem Space Magazine per E-Mail:
„Was die Canyons auf Titan wirklich bedeuten, ist, dass der Meeresspiegel in der Vergangenheit niedriger war und somit Erosion und Canyonbildung stattfinden konnten. In der Folge ist der Meeresspiegel gestiegen und hat die Canyons wieder aufgefüllt. Dies geschieht vermutlich über mehrere Zyklen hinweg, erodiert, wenn der Meeresspiegel niedriger ist, und setzt einige ab, wenn er höher ist, bis wir die Canyons erreichen, die wir heute sehen. Das bedeutet also, dass sich der Meeresspiegel wahrscheinlich in der geologischen Vergangenheit geändert hat und die Canyons diese Änderung für uns aufzeichnen. “
In dieser Hinsicht stehen viele weitere Erdbeispiele zur Auswahl, die alle in der Studie erwähnt werden:
„Beispiele hierfür sind der Lake Powell, ein Reservoir am Colorado River, das vom Glen Canyon Dam angelegt wurde. der Georges River in New South Wales, Australien; und die Nilschlucht, die sich bildete, als das Mittelmeer im späten Miozän austrocknete. Steigende Flüssigkeitsstände in der geologisch jüngeren Vergangenheit führten zur Überflutung dieser Täler mit ähnlichen Morphologien wie bei Vid Flumina. “
Das Verständnis der Prozesse, die zu diesen Formationen geführt haben, ist entscheidend für das Verständnis des aktuellen Zustands der Geomorphologie von Titan. Und diese Studie ist insofern von Bedeutung, als sie als erste zu dem Schluss kommt, dass die Flüsse in der Region Vid Flumina tiefe Schluchten waren. In Zukunft hofft das Forscherteam, andere Kanäle auf Titan zu untersuchen, die von Cassini beobachtet wurden, um ihre Theorien zu testen.
Wieder einmal hat uns unsere Erforschung des Sonnensystems gezeigt, wie seltsam und wunderbar es wirklich ist. Zusätzlich zu all ihren Himmelskörpern, die ihre eigenen Macken haben, haben sie noch viel mit der Erde gemeinsam. Bis zum Abschluss der Cassini-Mission (15. September 2017) wird sie mit ihrem RADAR-Bildgebungsinstrument 67% der Oberfläche von Titan vermessen. Wer weiß, welche anderen „erdähnlichen“ Merkmale es vorher bemerken wird?
