Sprudelnde Seen auf Titan

Die Methanseen auf Titan – dem größten Saturnmond – werfen Blasen: Theoretische Modellrechnungen zeigen zusammen mit experimentellen Daten, dass in dem flüssigen Methan gelöster Stickstoff unter bestimmten Bedingungen heraussprudeln kann. Die dadurch entstehenden Teppiche aus zentimetergroßen Blasen sehen auf Radarbildern wie kurzlebige helle Inseln aus, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

„Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre“, erläutern Daniel Cordier von der Universität Reims in Frankreich und seine Kollegen. „Diese hauptsächlich aus Stickstoff und Methan bestehende Gashülle ermöglicht einen Flüssigkeitskreislauf auf der Basis von Methan.“ Es gibt auf dem Himmelskörper daher Niederschläge aus flüssigem Methan und in den polaren Regionen sogar große Methanseen. Diese Seen zeigen sich als schwarze Flächen auf den Radaraufnahmen der Raumsonde Cassini, weil die glatte Oberfläche keine Radarstrahlen zur Antenne der Sonde zurückwirft.

Radaraufnahme mit großer dunkler Fläche und hellen Strukturen.
Radaraufnahme des Methansees Ligeia Mare

Rätselhaft für die Forscher waren bislang helle Flächen, die insbesondere im nördlichen See namens Ligeia Mare kurzzeitig auftauchten und wieder verschwanden. Handelte es sich bei diesen „Inseln“ um Bodenerhebungen, die sporadisch aus dem flüssigen Methan auftauchten? Cordier und seine Kollegen zeigen nun, dass Blasen aus Stickstoff die wahrscheinlichste Erklärung für die Erscheinungen sind. So wie auf der Erde Kohlendioxid im Ozeanwasser gelöst ist, so nimmt das flüssige Methan auf Titan Stickstoff auf. Und dieses Gemisch kann unter bestimmten Bedingungen instabil werden, wie die theoretischen Modelle der Forscher belegen.

Den Berechnungen zufolge spielt Ethan eine wichtige Rolle für das Gleichgewicht in einem Methansee. Dieser organische Stoff bildet sich durch photochemische Prozesse in der Atmosphäre, regnet mit Methan ab und wird so zu einem weiteren Bestandteil der Seen. Daraufhin bildet sich eine Schichtung heraus mit einer ethanreichen Flüssigkeit am Grund des Sees und einer methanreichen Schicht nahe der Oberfläche. Niederschläge verursachen Strömungen, die diese Schichtung lokal durcheinanderwirbeln und damit auch das Gleichgewicht stören – es kommt zu einer Entmischung des Stickstoffs, der in zentimetergroßen Blasen an die Oberfläche sprudelt.