Titan besitzt möglicherweise einen Ozean aus Wasser unter seiner Oberfläche

Daten der NASA-Sonde Cassini haben aufgedeckt, dass der Saturnmond Titan unter seinem Eispanzer wahrscheinlich eine Schicht aus flüssigem Wasser beherbergt.

Wissenschaftler sahen eine große Anzahl von Quetsch- und Dehnungsprozessen, während der Mond Saturn umkreiste (siehe die Animation unten). Sie schlussfolgerten, dass die gravitative Anziehung Saturns Beulen oder feste „Gezeiten“ auf dem Mond erzeugen würde, die nur einen Meter hoch sind, falls Titan vollständig aus starrem Gestein bestehen würde. Die Daten der Sonde zeigen, dass Saturn auf dem Mond solide Gezeiten von annähernd zehn Metern Höhe erzeugt, was dafür spricht, dass Titan nicht komplett aus festem Gesteinsmaterial besteht. Die Ergebnisse erschienen in der Science-Ausgabe vom 28. Juni 2012.

„Cassinis Entdeckung der großen Gezeiten auf Titan führt zu der fast unausweichlichen Schlussfolgerung, dass dort in der Tiefe ein versteckter Ozean liegt“, sagte Luciano Iess, der leitende Autor der Studie und Cassini-Teammitglied von der Sapienza University in Rom (Italien). „Die Suche nach Wasser ist ein wichtiges Ziel bei der Erforschung des Sonnensystems und jetzt haben wir einen weiteren Ort gefunden, wo es reichlich vorhanden ist.“

Titan benötigt nur 16 Tage, um Saturn zu umkreisen, und Wissenschaftler waren in der Lage, die Gestalt des Mondes an verschiedenen Positionen seiner Umlaufbahn zu untersuchen. Weil Titan nicht kugelförmig sondern leicht langgestreckt wie ein Football ist, wurde seine lange Achse größer, wenn er sich näher an Saturn befand. Acht Tage später, als Titan weiter von Saturn entfernt war, wurde er weniger länglich und mehr rundlich. Cassini maß die gravitativen Auswirkungen dieser Quetsch- und Dehnungsprozesse.

Wissenschaftler waren nicht sicher, ob Cassini in der Lage sein würde, die durch Saturns Gezeitenwirkung erzeugten Beulen auf Titan zu registrieren. Durch die Analyse von sechs nahen Vorbeiflügen an Titan zwischen dem 27. Februar 2006 und dem 18. Februar 2011 waren die Forscher in der Lage, die innere Struktur des Mondes zu bestimmen, indem sie Veränderungen in der Gezeitenwirkung maßen. Die dafür verwendeten Daten stammten vom Deep Space Network (DSN) der NASA.

„Wir haben ultraempfindliche Messungen durchgeführt und dank Cassini und dem DSN waren wir imstande, eine sehr stabile Verbindung aufrecht zu erhalten“, sagte Sami Asmar, ein Cassini-Teammitglied von Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena (Kalifornien). „Die von Saturn angezogenen Gezeiten auf Titan sind nicht groß, verglichen mit der Anziehungskraft, die der größte Planet Jupiter auf einige seiner Monde ausübt. Aber mangels der Möglichkeit, auf Titans Oberfläche zu bohren, liefern die Gravitationsmessungen die besten Daten, die wir über Titans innere Struktur haben.“

Eine Ozeanschicht muss nicht groß oder tief sein, um diese Gezeiten zu erzeugen. Eine flüssige Schicht zwischen der äußeren, deformierbaren Schale und einem festen Mantel würde es Titan ermöglichen, sich auszubeulen und zu komprimieren, während er Saturn umkreist. Weil Titans Oberfläche hauptsächlich aus Wassereis besteht, das in den Monden im äußeren Sonnensystem häufig vorhanden ist, leiten die Wissenschaftler daraus ab, dass Titans Ozean wahrscheinlich größtenteils aus flüssigem Wasser besteht.

Animation der Quetsch- und Dehnungsprozesse auf Titan. (NASA / JPL-Caltech)

Auf der Erde resultieren die Gezeiten aus der gravitativen Anziehung unserer Oberflächenozeane durch den Mond und die Sonne. Im offenen Meer können sie bis zu 60 Zentimeter hoch sein. Obwohl Wasser leichter zu bewegen ist, verursacht die gravitative Anziehung durch die Sonne und den Mond auch Ausbuchtungen in der Erdkruste, was sich in festen Gezeiten von etwa 50 Zentimetern Höhe äußert.

Die Anwesenheit einer flüssigen Wasserschicht unter der Oberfläche Titans selbst ist kein Anzeichen für Leben. Wissenschaftler denken, dass die Entstehung von Leben wahrscheinlicher ist, wenn flüssiges Wasser in Kontakt mit Gestein kommt und diese Messungen können nicht aussagen, ob der Boden des Ozeans aus Gestein oder Eis besteht. Die Ergebnisse haben größere Auswirkungen auf das Rätsel der Methan-Erneuerung auf Titan.

„Das Vorhandensein einer Schicht aus flüssigem Wasser innerhalb Titans ist wichtig, weil wir verstehen wollen, wie Methan im Inneren von Titan gespeichert wird und wie es bis zur Oberfläche ausgasen könnte“, sagte Jonathan Lunine, ein Cassini-Teammitglied von der Cornell University in Ithaca (New York). „Das ist wichtig, weil sich alles, was Titan einzigartig macht, aus der Anwesenheit und Häufigkeit von Methan ableitet, obwohl das Methan in der Atmosphäre instabil ist und in geologisch kurzen Zeitspannen zerstört wird.“

Ein Ozean aus flüssigem Wasser, „gesalzen“ mit Ammoniak, könnte schwimmfähige Flüssigkeiten aus Ammoniak-Wasser produzieren, die nach oben durch die Kruste brodeln und Methan aus dem Eis freisetzen. Solch ein Ozean könnte auch als tiefes Reservoir für die Speicherung von Methan dienen.

Die Cassini-Huygens-Mission ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA, der European Space Agency und der Italian Space Agency. Die Mission wird vom JPL für das Science Mission Directorate in Washington geleitet. Das DSN, ebenfalls vom JPL geleitet, ist ein internationales Netzwerk aus Antennen, die interplanetare Missionen von Raumsonden unterstützen und astronomische Radio- und Radarbeobachtungen des Sonnensystems und des Universums machen. Das Netzwerk unterstützt auch ausgewählte erdumkreisende Missionen. Cassinis Radiowissenschaftsteam hat seinen Sitz am Wellesley College in Massachusetts. Das JPL ist eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena.

Weitere Informationen über die Mission gibt es unter:
http://www.nasa.gov/cassini
http://saturn.jpl.nasa.gov/

Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2012-190

(THK)