Saturns Mondtitan. Bildnachweis: NASA / JPL / SSI. Klicken um zu vergrößern.
Wissenschaftler der Universität von Arizona sagen, dass sich die eigentümlichen Wolken in den mittleren Breiten der südlichen Hemisphäre von Titan auf die gleiche Weise bilden können wie sich am Wolkenäquator unterschiedliche Wolkenbänder bilden.
"Das Wetter auf Titan unterscheidet sich stark vom auf der Erde", sagte Caitlin Griffith, Associate Professor bei UA. "Wenn Sie an der Minus-40-Grad-Breitengradlinie von Titan vorbeigegangen sind, werden Sie möglicherweise mit flüssigem Erdgas überschüttet. Wenn Sie sich entschließen, den Südpol von Titan zu besuchen, könnten Sie einem Sturm von der Größe eines Hurrikans begegnen, der ebenfalls aus Methan besteht, das allgemein als Erdgas bekannt ist “, sagte Griffith. "Sonst erwarte keine Wolken auf Titan."
Die Wettervorhersage von Titan ist seit Jahren dieselbe geblieben, und das verwirrt die Wissenschaftler. Sie verstehen nicht, warum sich tausend Meilen lange Wolken über den gemäßigten Breitengrad erstrecken.
"Stellen Sie sich vor, wie neugierig es wäre, wenn Wolken jenseits der Erdpole nur auf dem Breitengrad existieren würden, der Neuseeland, Argentinien und Chile durchquert", sagte Griffith. "Darüber hinaus stellen Henry Roe (vom California Institute of Technology) und seine Kollegen fest, dass sich die meisten dieser eigenartigen Wolken bei null und 90 Grad Länge zusammenballen, analog zu den Längen der Erde südwestlich und südöstlich des Kaps der Guten Hoffnung", fügte sie hinzu .
Die stark lokalisierte Natur der Wolken legt nahe, dass sie etwas mit der Oberfläche des Titanen zu tun haben, sagte Griffith. Wissenschaftler glauben, dass Eisvulkane Methan - das Gas, das als Wolken kondensiert - in die trübe, meist stickstoffhaltige Atmosphäre von Titan ablassen müssen. Andernfalls wäre das atmosphärische Methan des Mondes vor Milliarden von Jahren verschwunden, weil Methan durch ultraviolettes Sonnenlicht zerstört wird.
Griffith, Paulo Penteado und Robert Kursinski vom Lunar and Planetary Lab der UA untersuchten den Ursprung der Wolken, indem sie die Höhe und Dicke der Wolken anhand von Bildern aus Cassinis visuellem und infrarotem Mapping-Spektrometer (VIMS) analysierten. Dieses Instrument gehört zu einer Reihe von Instrumenten auf dem Cassini-Raumschiff, das den Saturn umkreist. Es misst Licht mit 256 verschiedenen Wellenlängen. Griffith ist Mitglied des in UA ansässigen VIMS-Teams unter der Leitung von Robert Brown vom Lunar and Planetary Lab der UA. Griffith und ihre Kollegen analysierten Bilder, die ihnen eine 3-D-Ansicht der Wolke gaben, und einen Film mit sechs Bildern, der zeigt, wie sie sich über drei Stunden entwickelt hat.
"Die Struktur der Wolken erweist sich als kompliziert", sagte Griffith. „Wir haben nicht eine Region entdeckt, sondern viele Regionen mit Wolkenbildung. Jede lange Wolke besteht aus einer Reihe heftiger Stürme, bei denen die Wolken in wenigen Stunden auf 40 Kilometer Höhe aufsteigen und sich in der nächsten halben Stunde auflösen. Die Geschwindigkeit des Aufstiegs und der Zerstreuung von Wolken lässt darauf schließen, dass sich konvektive Wolken bilden, die wahrscheinlich Gewittern ähneln und durch Regenfälle verschwinden.
„In den nächsten Stunden bilden die Wolken lange Schwänze, was darauf hinweist, dass starke Westwinde die Wolken ausdehnen und die Partikel tausend Kilometer vor dem Wind tragen. Dieser detaillierte Blick auf die Struktur dieser Wolken zeigt, dass sich die Wolken aus einer Reihe kleiner aktiver Wolkenbildungszentren entwickeln, die wie eine unebene Perlenkette mit einer Länge von 40 Grad südlich aneinandergereiht sind. Diese lokalisierten Stürme verursachen einen gesunden Regen und sehr lange Wolken, sobald der Wind sie ausgestreckt hat. “
Griffith hält es für unwahrscheinlich, dass viele Eisvulkane, die alle auf 40 Grad südlicher Breite ausgerichtet sind, diese Wolken bilden. Darüber hinaus schätzen die Wissenschaftler, dass die Wolkenaktivität bei null Grad Länge, wenn sie vulkanisch ist, nicht genug Methan auszuspucken scheint, um das Wolkenband mittlerer Breite zu erzeugen. Kleinere Wolken liegen tatsächlich bei null Grad Länge vor dem Wind der Hauptwolke. Das Team kommt auch zu dem Schluss, dass die Wolken nicht offensichtlich durch die Gezeiten des Saturn in der Titanatmosphäre verursacht werden. Sie finden auch keine Beweise dafür, dass Berge und Seen Bergwolken oder Meereswolken verursachen könnten, sagte Griffith.
"Wir glauben, dass es kein Zufall ist, dass sich Titans südpolare Smogkappe vom Pol bis zu 40 Grad südlicher Breite erstreckt - genau dort, wo das Methanwolkenband erscheint", sagte Griffith. Die Forscher vermuten, dass die globale Zirkulation dazu führen kann, dass die Luft in dieser Breite auf Titan aufsteigt, ähnlich wie sich Wolken in einem Band um den Erdäquator bilden und auf den karibischen Inseln regnen. "Eine solche aufsteigende Luft würde verhindern, dass sich Luft aus der Südpolregion mit der übrigen Mondatmosphäre vermischt, wodurch sich Smog ansammelt und eine Kappe über der Stange bildet", fügte Griffith hinzu.
Die theoretische Modellierung stützt die Schlussfolgerung des UA-Teams, sagte Griffith. Pascal Ranou und seine Gruppe in Paris untersuchten die Zirkulation von Titan mit einem ausgeklügelten und komplizierten allgemeinen Zirkulationsmodell. Sein Modell sagt voraus, dass Sonnenwärme auf Titan auf natürliche Weise aufsteigende Luft bei 40 Grad südlicher Breite erzeugt.
Das nächste Rätsel ist, warum Titans südliche Wolken mittlerer Breite bei null Grad Länge gebündelt sind. Es gibt noch keine Beweise dafür, dass Vulkane, Gebirgszüge oder Saturnfluten beteiligt sind, sagte Griffith. "Was die Bündelung verursacht, ist unklar und beinhaltet wahrscheinlich unbekannte Merkmale auf der noch weitgehend unerforschten Oberfläche von Titan", sagte Griffith.
Griffith, Kursinki und Penteado veröffentlichen in der Science-Ausgabe vom 21. Oktober einen Artikel über ihre Forschung.
Die Mission Cassini-Huygens ist ein Kooperationsprojekt der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation und der italienischen Weltraumorganisation. Das Jet Propulsion Laboratory, eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien, verwaltet die Mission für das Science Mission Directorate der NASA in Washington, DC. Der Cassini-Orbiter und seine beiden Bordkameras wurden bei JPL entworfen, entwickelt und montiert. Das Team für visuelle und Infrarot-Kartierungsspektrometer arbeitet an der Universität von Arizona in Tucson.
Ursprüngliche Quelle: Pressemitteilung der Universität von Arizona
