Blick auf den Saturnmond Titan und seine dichte Atmosphäre. | Copyright: NASA/JPL/Space Science InstituteParis/ Frankreich - Mit seiner dichten stickstoffreichen Atmosphäre, Flüssen, großflächige Seen und "Gewässern" aus einer Mischung flüssigen Methans und Ethans, die teilweise auch verdunsten, in die Atmosphäre aufsteigen und wieder auf die Oberfläche zurückregnen, galt der Saturnmond Titan schon bisher als erdähnlichster Himmelskörper im Sonnensystem. Dass der größte Saturntrabant der Erde wahrscheinlich noch mehr gleicht als bereits bekannt, haben nun französische Wissenschaftler herausgefunden.
Wie jede Atmosphäre, so verfügt auch Titan über eine sogenannte Grundschicht bzw. planetare/atmosphärische Grenzschicht, die durch die Eigenschaften der Oberfläche beeinflusst wird und im Gegenzug selbst wiederum die Oberfläche mittels Wolken, Wind und Wetter beeinflusst, wenn Winde beispielsweise Dünenlandschaften formen.
Während die irdische auch als "Reibungsschicht" bezeichnete Grenzschicht zwischen 500 und 3.000 Kilometer dick ist und hauptsächlich von der Sonnenwärme beeinflusst wird, die die Erdoberfläche erwärmt, so schätzten Wissenschaftler die Grenzschicht auf Titan bislang - vornehmlich aufgrund seiner deutlich weiteren Entfernung zur Sonne - als wahrscheinlich gänzlich anders geartet ein. Beobachtungen und Messungen der Titan-Atmosphäre belegten denn auch, dass diese dicht und nahezu stark lichtabweisend ist und damit der Qualität der irdischen Grenzschicht widerspricht.
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Doch auch die Messdaten zur Titan-Atmosphäre selbst, durch unterschiedliche Sonden zum Saturnmond, schienen sich bislang auf merkwürdige Weise zu widersprechen: Legten die Beobachtungen der NASA-Sonde Voyager 1 noch nahe, dass die Reibungsschicht auf Titan etwa 3.500 Meter dick ist, so tauchte die Huygens-Sonde vor ihrer Landung auf der Oberfläche des Ringplanet-Trabanten durch eine Grenzschicht von nur 300 Metern.
Um diese Fragen und Rätsel zu lösen, haben Wissenschaftler um Benjamin Charnay und Sébastien Lebonnois vom französischen Forschungszentrum Centre national de la recherche scientifique (CNRS) ein dreidimensionales Klimamodell des Titan entwickelt, um damit zu untersuchen, wie sich die Sonnenwärme auf die Atmosphäre des Mondes auswirkt.
Wie die Forscher aktuell im Fachmagazin "Nature Geoscience" berichten, legen die bisherigen Ergebnisse die Einsicht nahe, dass Titan der Erde noch ähnlicher ist als dies bislang schon bekannt war.
Die Simulationen zeigen demnach, dass die niedrigere Titan-Atmosphäre hauptsächlich in zwei Schichten geteilt ist, die sich beide temperaturmäßig von der oberen Atmosphäre unterscheiden. Während die untere dieser beiden Schichten mit rund 800 Meter vergleichsweise flach sei und sich, wie auf der Erde, täglich verändere, messe die obere Schicht bis zu 2.000 Meter Dicke und verändere sich mit den Jahreszeiten.
Die Existenz zweier unterer Atmosphärenschichten, die beide auf Temperaturveränderungen reagieren, erklärt die bislang rätselhaft erscheinenden unterschiedlichen Messungen der atmosphärischen Grenzschicht auf Titan", so Charnay gegenüber "Space.com".
Die Computersimulationen können nun sowohl die von der Huygens-Sonde gemessenen Winde als auch die Entfernungen zwischen den gewaltigen Dünen am Äquator des Saturnmondes erklären. Hinzu legen die Modelle die Entstehung von Methanwolken zwischen den beiden Grenzschichten nahe, wie sie zwar bereits dokumentiert, jedoch noch nicht erklärt werden konnten.
Zukünftig wollen Charney und seine Kollegen auch den Kreislauf des flüssigen Methans von den Seen, Flüssen und Meeres auf der Oberfläche bis hin zu den atmosphärischen Wolken und zurück zur Oberfläche in ihre Modellberechnungen einbinden. Von diesen Ergebnissen erhoffen sich die Forscher dann auch Rückschlüsse auf die atmosphärischen Eigenschaften von Planeten und Monden außerhalb des Sonnensystems.
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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / space.com / cnrs.fr
