Cassini: Spiegelglatter See auf Saturnmond Titan

astronews.com Redaktion

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Mit Hilfe von Radarbildern der Saturnsonde Cassini fanden Wissenschaftler jetzt weitere Indizien dafür, dass es auf der Oberfläche des Saturnmondes Titan tatsächlich Seen gibt. Nach den jetzt veröffentlichten Daten war der See Ontario Lacus beim Vorüberflug der Sonde so glatt wie ein Spiegel. Nun rätseln die Forscher wie es sein kann, dass es auf einem so großen See zu keinerlei Wellenbildung kommt. (24. August 2009)

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SpiderPig

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Werfen wir eine Münze?

Zähflüssig oder Windstill?

Ich tippe auf Zähflüssig, und damit wäre es wohl aus für Mikroben auf Methanbasis, denn Zähflüssig ist nicht gut als Transport und Schmiermittel.


SpiderPig
 

Luzifix

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Es ist die von Artur57 postulierte stabile Modifikation des metallischen Wasserstoffs oder eine stabile Legierung damit. Seine Oberflächenspannung ist so groß, daß sich keine mechanischen Wellen bilden können.
 

MGZ

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Wahrscheinlich sowohl zähflüssig als auch windstill. Wenn die Viskosität der von Wasser ähneln würde, könnten wahrscheinlich schon Gezeiten und kleine Bodenerschütterungen relativ hohe Wellen werfen.
Ich schätze, dass in dem See mehr ist als Methan und Ethan. Ich bin ziemlich sicher, dass verschiedene Methan-Ethan-Gemische unter Titanbedingungen ausreichend erforscht sind und dass sie eher dünnflüssig wären.
 

Mahananda

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Hallo SpiderPig,

... und damit wäre es wohl aus für Mikroben auf Methanbasis ...

Ich denke, auch so wäre Methan als Biosolvens eher nicht geeignet, da es - anders als Wasser - ein unpolares Lösungsmittel ist. Die Membranen müssten komplett anders strukturiert sein (hydrophile Enden innen statt außen; hydrophobe Enden, die sich bei irdischen Membranen verhaken zur Doppelmembran, außen statt innen). Zudem sind die Löslichkeitseigenschaften sehr ungünstig, so dass eine erheblich geringere Variationsbreite an Stoffen für eine methanbasierte Biochemie zur Verfügung steht. Die niedrigen Temperaturen tun ein übriges, um eine hinreichend schnelle Reaktivität, die für einen stabilen Stoffwechsel benötigt wird, wirksam zu verhindern. Außerdem tritt bei organisch-chemischen Reaktionen oft Wasser als Nebenprodukt auf. Bei - 180°C würde dies sofort gefrieren und sich als Eiskörnchen im Zellinnern anreichern, so dass die Organellen schnell verstopft wären.

Viele Grüße!
 

Mahananda

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Hallo MGZ,

Ich schätze, dass in dem See mehr ist als Methan und Ethan.

Ich auch. Schließlich regnen aus der Atmosphäre ständig Tholin-Partikel herab, so dass die Konsistenz der Flüssigkeit eher teerartig sein dürfte. Das erklärt dann auch die glatte Oberfläche.

Viele Grüße!
 

Luzifix

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Sollte man nicht erwarten dürfen, daß die Gezeitenkräfte vom Saturn auf so einen Mondsee erheblich sind?
 

Mahananda

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Hallo Luzifix,

Titan befindet sich in gebundener Rotation um Saturn, so dass keine Gezeitenberge mehr entstehen, die um den ganzen Mond laufen. Aber selbst wenn es so wäre: Der See ist im Vergleich zur Gesamtoberfläche so klein, dass Ebbe und Flut keine nennenswerten Auswirkungen haben würden.

Viele Grüße!
 

MGZ

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Es gibt ja noch die anderen Saturnmonde, die die Bahn stören sollten. Und die Saturnringe, aus denen hin und wieder Material auf Titan fällt.
Mir ist noch eine weitere Möglichkeit eingefallen, die den See so glatt machen könnte: Vielleicht besteht er aus einer teerartigen, dichten Masse, die regelmäßig mit frischem Niederschlag aus flüssigem Methan und Ethan bedeckt wird. Wenn die flüssige Schicht nur wenige Millimeter oder Zentimeter dick ist, können keine hohen Wellen entstehen.
 

Mahananda

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Hallo MGZ,

Laut Artikel müssen die Unebenheiten aber kleiner als 3 mm sein. Eine dünne dünnflüssige Schicht, die der Teerschicht aufliegt, müsste sich bei Winden mehr als 3 mm hoch kräuseln. Sicher wird es dort auch Methan und Ethan regnen, aber ich denke, dass die Tropfen sich mit der tholin-angereicherten Masse sofort vermischen, so dass keine Grenzschicht entsteht.

Es gibt ja noch die anderen Saturnmonde, die die Bahn stören sollten.

Die sind aber nicht massereich genug. Der nächstinnere größere Mond ist Rhea mit nicht mal 2 Prozent Titanmasse. Der nächstäußere größere Mond ist Hyperion, der nicht mal 1 Promille der Titanmasse zusammenbringt. Hier sind also ganz andere Verhältnisse als im Jupitersystem, wo ganz andere Massen zum Wirken kommen.

Und die Saturnringe, aus denen hin und wieder Material auf Titan fällt.

Das ist mir neu. Hast du dazu eine Quelle?

Viele Grüße!
 

Kibo

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Mir käm da noch eine verrückte Idee.
Könnte doch auch sein, dass der See an seiner Oberfläche organisches Material "auskristalisiert". So wie Meerwasser beim Gefrieren sein Salz auch an die umgebung abgibt. Das Zeug hätte dann einen höheren Schmelzpunkt als Methan, wird fest, und bildet dann sowas wie ne glatte Haut über den See
 

Orbit

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Ach so, das ist eine Theorie! In welchem Wissenschaftsjournal hast Du sie veröffentlicht? Gibt's einen Link?
 

Luzifix

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Hier in diesem Artikel wird behauptet, der See bestünde aus flüssigem Äthan. http://www.astronews.com/news/artikel/2008/07/0807-046.shtml

Und eine kristalline Oberflächenhaut ist allemal möglich. Warum sollte es nicht auch Eiskristalle schneien können dort? Zu dumm, die sind schwerer als Äthan, fällt mir gerade ein. Aber eine Oberflächenstruktur, die Radarwellen durchläßt, ist doch möglich. Eventuell ist die glatte Fläche der Grund des Sees. Oder die Trennfläche zwischen zwei flüssigen Phasen. Ist doch sehr anschaulich und plausibel so oder?

Das hier ist keine Theorie, Orbit, es ist eine Vermutung.
 

Mahananda

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Hallo Luzifix,

wenn der See aus Ethan besteht, dann müsste die obenauf liegende Schicht eine geringere Dichte haben und sich nicht mit Ethan vermischen. Eine leichtere Flüssigkeit kann dort nur Methan sein. Das vermischt sich - weil ebenfalls unpolar - in beliebigem Verhältnis mit Ethan. Analog dazu kann man Alkohol (Ethanol) beliebig mit Wasser mischen, weil beide Flüssigkeiten polar sind. Benzin hingegen bildet mit Wasser eine Grenzschicht, weil Benzin - wie alle Alkane (u.a. auch Methan und Ethan!) - unpolare Flüssigkeiten sind. Falls du also eine plausible Lösung für Grenzschichten suchst, musst du eine polare Flüsigkeit finden, deren Dichte geringer als Ethan ist und zugleich in nennenswerten Mengen auf Titan vorkommt. Mir ist nichts dergleichen bekannt. Alles, was polar sein könnte, ist sowohl zu dicht als auch fest bzw. gefroren. Zur Auswahl stehen H2O (Wasser) und HCN (Zyanwasserstoff). Die Tholine bestehen aus so großen Molekülen (Molekülmasse mehrere Tausend Dalton), dass sie nach dem Abregnen nach unten sinken bzw. in flüssigem Ethan Kolloide bilden, die sich in der gesamten Flüssigkeit verteilen, ohne Grenzschichten zu bilden (vergleichbar mit Fett-Tröpfchen in Milch).

Viele Grüße!
 

Luzifix

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wenn der See aus Ethan besteht, dann müsste die obenauf liegende Schicht eine geringere Dichte haben und sich nicht mit Ethan vermischen. Eine leichtere Flüssigkeit kann dort nur Methan sein.

Falls du also eine plausible Lösung für Grenzschichten suchst, musst du eine polare Flüsigkeit finden, deren Dichte geringer als Ethan ist und zugleich in nennenswerten Mengen auf Titan vorkommt.

Du bist wirklich gut informiert, was dort alles vorkommt. Dazu fallen mir nur noch diese Bemerkungen sein.

Warum sollte nicht oben das Äthan sein und unten etwas anderes?

Wenn es auf der Erde unter bestimmten Bedingungen Methanhydrat gibt, kann es doch auch dort ein Alkanhydrat geben, das bei den Bedingungen dort stabil und flüssig ist. Man sollte in der Chemie nicht immer denken, es wäre alles erforscht, was es so gibt. Das haben in der Geschichte schon einige bedeutende Leute gedacht und es hat jedesmal nicht gestimmt.
 

Mahananda

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Wenn es auf der Erde unter bestimmten Bedingungen Methanhydrat gibt, kann es doch auch dort ein Alkanhydrat geben, das bei den Bedingungen dort stabil und flüssig ist.

Methanhydrat ist hier auf der Erde fest - und das bei Temperaturen um + 4 °C. Auf Titan haben wir - 180 °C - keine Chance für die Bildung von flüssigen Alkanhydraten.

Viele Grüße!
 

Luzifix

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Auf Titan haben wir - 180 °C - keine Chance für die Bildung von flüssigen Alkanhydraten.

Du bist aber auch hartnäckig! Dann ist es eben ein flüssiges Edelgas oder Hydrazinhydrat in flüssigem Stickstoff. Oder ein sulfidierter Quecksilberfilm auf einem Glasspiegel oder das Fenster der Behausung der zentralen Gottheit der Titanesen.

Da fällt mir noch ein: Wenn man sich Kasachstan in Google-earth anschaut, sieht man verschiedentlich Öl- oder Teerseen, die optisch denselben Eindruck machen wie der auf dem Titan.
 
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