Raumsonde Cassini fliegt an Titan vorüber

Feste Eisschicht umhüllt Saturnmond Titan

Die Eishülle des größten Saturnmonds Titan ist erheblich fester als bislang angenommen. Das zeigen Messungen der Anziehungskraft des Himmelskörpers mit der amerikanischen Raumsonde Cassini. Bislang dachten die Forscher, das fünfzig bis zweihundert Kilometer dicke Eis besäße lediglich eine dünne, feste Kruste an der Oberfläche und sei darunter weich. Doch die Daten von Cassini zeigen, dass es eine mindestens 40 Kilometer dicke feste Schicht geben müsse, berichten Forscher im Fachblatt „Nature“.

„Unsere Ergebnisse sind nicht mit einer geologisch aktiven, weichen Eishülle in Einklang zu bringen“, schreiben Doug Hemingway von der University of California in Santa Cruz und seine Kollegen. Das Team ist bei der Auswertung der Cassini-Messungen auf eine starke Antikorrelation der Schwerkraft und der Topologie gestoßen. Das bedeutet, die Schwerkraft ist über höher liegenden Regionen nicht stärker, wie nach den bisherigen Modellen zu erwarten wäre, sondern im Gegenteil schwächer.

Schnitt durch kugelförmigen Körper, Beschriftung der Schichten von außen nachinnen: Atmosphäre, Eis, flüssiges Wasser, Hochdruckeis, Silikatkern.
Innerer Aufbau von Titan

Die Lösung für dieses überraschende Phänomen sehen Hemingway und seine Kollegen darin, dass die Dicke der Eishülle in höher liegenden Regionen zunimmt. Da die Dichte des Eises geringer ist als die des darunter liegenden Wassers, ist die Schwerkraft trotz der höheren Oberfläche weniger stark als bei tieferen Regionen mit weniger Eis. Die Analyse der Forscher zeigt, dass dies nur möglich ist, wenn die Dicke der festen Eisschicht vierzig Kilometer übersteigt. Zudem müssten an der Oberfläche mehrere hundert Meter der Kruste durch Erosion abgetragen worden sein. „Dieser Befund ist in guter Übereinstimmung mit Abschätzungen anhand von kleinräumigen Strukturen auf der Oberfläche“, so Hemingway und seine Kollegen.

Cassini umkreist seit 2004 den Saturn und fliegt dabei immer wieder nahe an Monden des Planeten vorüber. Aus Störungen der Bahn der Raumsonde können die Forscher bei solchen Begegnungen auf Abweichungen der Schwerkraft eines Himmelskörpers von der idealen Kugelsymmetrie schließen – und daraus wiederum auf Massenverteilungen im Inneren des Himmelskörpers. Auf diese Weise hatten die Planetenforscher auch die Existenz eines Ozeans aus Wasser unter dem Eispanzer nachgewiesen. Im Gegensatz zum Jupitermond Europa sehen Wissenschaftler aber keine Chance dafür, dass es im Ozean von Titan Leben gibt. Denn der Grund des Ozeans besteht ebenfalls aus kaltem Eis und liefert daher weder Nährstoffe noch Energie.