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SATURNMOND TITAN
Hinweise auf globalen Ozean im Untergrund
von Stefan Deiters
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29. Juni 2012

Der Saturnmond Titan ist schon wegen seines auf Methan basierenden Flüssigkeitskreislaufs, der dem Wasserkreislauf der Erde ähnelt, eines der faszinierendsten Objekte im Sonnensystem. Beobachtungen der Saturnsonde Cassini lieferten jetzt zudem eindeutige Indizien dafür, dass es unter der eisigen Kruste des Mondes auch einen Ozean aus flüssigem Wasser gibt.

Titan

Der Saturnmond Titan könnte über einen globalen Ozean aus Wasser unter der Oberfläche verfügen.  Bild: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute  [Großansicht als Bild des Tages vom 4. April 2012]

Die Datenlage ist nach Ansicht der Wissenschaftler eindeutig: Mit Hilfe der Saturnsonde Cassini haben die Forscher ermittelt, wie stark Titan auf seiner Umlaufbahn um Saturn durch dessen Gezeitenkräfte verformt wird. Würde der Trabant im Inneren ausschließlich aus festem Material bestehen, müsste man Gezeitenberge, also durch die Anziehungskraft des Planeten verursachte Verformungen, in einer Höhe von etwa einem Meter auf Titan beobachten können. Mit Cassinis Hilfe stellten die Wissenschaftler aber nun fest, dass auf dem Mond bis zu zehn Meter hohe Gezeitenberge entstehen - ein untrügliches Zeichen dafür, dass Titan in seinem Inneren nicht nur aus festem Gestein bestehen kann.

"Die Entdeckung von hohen Gezeiten auf Titan durch Cassini führt nahezu unausweichlich zu der Schlussfolgerung, dass es unter der Oberfläche einen verborgenen Ozean geben muss", so Luciano Iess von der Sapienza - Università di Roma, der Erstautor eines Fachartikels in der Wissenschaftszeitschrift Science, in dem die Resultate beschrieben werden. "Die Suche nach Wasser ist ein wichtiges Ziel bei der Erforschung des Sonnensystems und jetzt haben wir einen weiteren Ort gefunden, an dem es in großen Mengen vorkommt."

Titan umrundet den Saturn in nur 16 Tagen. Bei insgesamt sechs nahen Vorüberflügen von Cassini an Titan konnten die Astronomen die genaue Form des Mondes an verschiedenen Punkten seines Orbits bestimmen. Titan ist nicht exakt kugelförmig, sondern etwas langgezogen und gleicht damit ein wenig einem amerikanischen Football. Ist der Mond auf seiner Bahn dem Saturn besonders nahe, ist er besonders langgezogen. Acht Tage später, wenn der Mond weiter vom Ringplaneten entfernt ist, ähnelt er dann mehr einer Kugel.

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Die Forscher stellten diese Verformungen des Mondes durch die exakte Vermessung der Variationen der gravitativen Anziehungskraft von Titan auf Cassini während der Vorüberflüge fest. Die Form des Mondes und die Verteilung der Masse im Inneren beeinflusst nämlich geringfügig auch die Flugbahn der Sonde.

Dabei waren sich die Forscher anfangs gar nicht sicher, ob sich die zur Entdeckung der Gezeitenberge notwendigen hochgenauen Messungen überhaupt durchführen lassen würden. "Die Gezeitenberge, die Saturn auf Titan verursacht, sind nicht sonderlich groß, wenn man sie mit den Gezeitenbergen vergleicht, die Jupiter, der größte Planet im Sonnensystem, bei seinen Monden entstehen lässt", so Sami Asmar vom Cassini-Team am Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Da wir auf Titan aber keine Bohrungen durchführen können, liefern die Messungen der Gravitationskraft die besten Daten über das Innere des Mondes, die wir bekommen können."

Die Ozeanschicht im Inneren von Titan muss nicht besonders mächtig sein, um die beobachteten Gezeitenberge erklären zu können. Eine Flüssigkeitsschicht zwischen einer äußeren deformierbaren Kruste und einem inneren festen Mantel würde schon genügen, um die beobachteten Formveränderungen des Mondes bei einem Umlauf zu erlauben. Da Titans Oberfläche größtenteils aus Wassereis besteht, vermuten die Wissenschaftler, dass es sich auch bei dem Ozean im Untergrund hauptsächlich um flüssiges Wasser handelt.

Das Vorhandensein von flüssigem Wasser auf Titan bedeutet nicht automatisch, dass es dort auch Leben gibt. Die Wissenschaftler gehen bislang davon aus, dass die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von Leben größer ist, wenn flüssiges Wasser in Kontakt mit Gestein kommt. Die jetzt vorgestellten Messungen lassen allerdings keine Rückschlüsse darauf zu, ob der vermutete Ozean einen Boden aus Gestein oder aus Eis hat.

"Dass es auf Titan eine Schicht mit flüssigem Wasser gibt, ist von großer Bedeutung, da wir verstehen wollen, wie Methan im Inneren des Mondes gebunden wird und wie es eventuell dann wieder als Gas an die Oberfläche gelangt", so Cassini-Teammitglied Jonathan Lunine von der Cornell University. "Das ist so wichtig, weil alles, was Titan so besonders macht, mit der Anwesenheit einer großen Menge von Methan zu tun hat. Nur ist das Methan in der Atmosphäre nicht sonderlich stabil und sollte in geologisch kurzer Zeit wieder zerstört werden." Ein unterirdischer Ozean könnte nach Ansicht der Forscher unter bestimmten Bedingungen als Methan-Reservoir dienen.

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Links im WWW
Cassini, Seite der NASA
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