Der größte Saturnmond, Titan, ist ein mysteriöser Ort. und je mehr wir darüber erfahren, desto mehr Überraschungen scheint es zu bieten. Abgesehen davon, dass es der einzige Körper jenseits der Erde ist, der eine dichte, stickstoffreiche Atmosphäre hat, hat es auch Methanseen auf seiner Oberfläche und Methanwolken in seiner Atmosphäre. Dieser Wasserkreislauf, bei dem Methan von einer Flüssigkeit in ein Gas und wieder zurück umgewandelt wird, ist dem Wasserkreislauf hier auf der Erde sehr ähnlich.
Vielen Dank an die NASA / ESA Cassini-Huygens Mission, die am 15. September endete, als das Fahrzeug in die Saturnatmosphäre stürzte, haben wir in den letzten Jahren viel über diesen Mond gelernt. Der neueste Fund, der von einem Team von UCLA-Planetenwissenschaftlern und Geologen gemacht wurde, hat mit den Methanregenstürmen von Titan zu tun. Obwohl dies selten vorkommt, können diese Regenstürme anscheinend ziemlich extrem werden.
Die Studie mit dem Titel „Regionale Muster extremer Niederschläge auf Titan im Einklang mit der beobachteten alluvialen Fächerverteilung“, die ihre Ergebnisse detailliert beschreibt, wurde kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Nature Geoscience. Unter der Leitung von Saun P. Faulk, einem Doktoranden am Department of Earth, Planetary and Space Sciences der UCLA, führte das Team Simulationen des Titan-Niederschlags durch, um festzustellen, wie extreme Wetterereignisse die Mondoberfläche geformt haben.
Was sie fanden, war, dass die extremen Methanregenstürme die eisige Oberfläche des Mondes auf die gleiche Weise prägen können, wie extreme Regenstürme die felsige Oberfläche der Erde formen. Auf der Erde spielen intensive Regenstürme eine wichtige Rolle in der geologischen Entwicklung. Wenn der Regen stark genug ist, können Stürme große Wasserströme auslösen, die Sedimente in niedrige Gebiete transportieren, wo sie kegelförmige Merkmale bilden, die als Schwemmfächer bekannt sind.
Während seiner Mission hat die Cassini Der Orbiter fand mit seinem Radargerät Hinweise auf ähnliche Merkmale auf Titan, was darauf hindeutete, dass die Oberfläche von Titan von starken Regenfällen betroffen sein könnte. Während diese Fans eine neue Entdeckung sind, haben Wissenschaftler die Oberfläche von Titan untersucht, seit Cassini 2006 das Saturn-System erreichte. In dieser Zeit haben sie einige interessante Merkmale festgestellt.
Dazu gehörten die riesigen Sanddünen, die die unteren Breiten des Titans dominieren, und die Methanseen und -meere, die die höheren Breiten des Titans dominieren - insbesondere in der nördlichen Polarregion. Die Meere - Kraken Mare, Ligeia Mare und Punga Mare - haben einen Durchmesser von Hunderten von Kilometern und eine Tiefe von bis zu mehreren hundert Metern und werden von verzweigten, flussartigen Kanälen gespeist. Es gibt auch viele kleinere, flachere Seen mit abgerundeten Kanten und steilen Wänden, die im Allgemeinen in flachen Gebieten zu finden sind.
In diesem Fall stellten die UCLA-Wissenschaftler fest, dass sich die Schwemmfächer überwiegend zwischen 50 und 80 Grad Breite befinden. Dadurch befinden sie sich nahe am Zentrum der nördlichen und südlichen Hemisphäre, jedoch etwas näher an den Polen als am Äquator. Um zu testen, wie Titans eigene Regenstürme diese Merkmale verursachen könnten, stützte sich das UCLA-Team auf Computersimulationen des Wasserkreislaufs von Titan.
Was sie fanden, war, dass, während sich der Regen hauptsächlich in der Nähe der Pole ansammelt - wo sich die wichtigsten Seen und Meere des Titanen befinden - die intensivsten Regenstürme in der Nähe des 60. Breitengrads auftreten. Dies entspricht der Region, in der die Schwemmfächer am stärksten konzentriert sind, und weist darauf hin, dass Titan, wenn es regnet, ziemlich extrem ist - wie ein saisonaler Monsun-ähnlicher Regenguss.
Wie Jonathan Mitchell - ein assoziierter Professor der UCLA für Planetenwissenschaften und leitender Autor der Studie - angedeutet hat, ist dies nicht unähnlich zu einigen extremen Wetterereignissen, die kürzlich hier auf der Erde erlebt wurden. "Die intensivsten Methanstürme in unserem Klimamodell lassen mindestens einen Meter Regen pro Tag fallen, was dem nahe kommt, was wir diesen Sommer in Houston vom Hurrikan Harvey gesehen haben", sagte er.
Das Team stellte außerdem fest, dass Methanregenstürme auf Titan eher selten sind und weniger als einmal pro Titanjahr auftreten - was 29,5 Erdjahren entspricht. Laut Mitchell, der auch der Hauptforscher der Forschungsgruppe Titan Climate Modeling der UCLA ist, ist dies jedoch häufiger als erwartet. "Ich hätte gedacht, dass dies einmal im Jahrtausend Ereignisse sein würden, wenn auch nur das", sagte er. "Das ist also eine ziemliche Überraschung."
In der Vergangenheit haben Klimamodelle von Titan vorgeschlagen, dass sich flüssiges Methan im Allgemeinen näher an den Polen konzentriert. Keine frühere Studie hat jedoch untersucht, wie Niederschläge Sedimenttransport und Erosion verursachen können, oder gezeigt, wie dies für verschiedene an der Oberfläche beobachtete Merkmale verantwortlich ist. Infolgedessen legt diese Studie auch nahe, dass regionale Unterschiede in den Oberflächenmerkmalen durch regionale Unterschiede im Niederschlag verursacht werden könnten.
Darüber hinaus ist diese Studie ein Hinweis darauf, dass Erde und Titan noch mehr gemeinsam haben als bisher angenommen. Auf der Erde führen Temperaturkontraste zu intensiven saisonalen Wetterereignissen. In Nordamerika treten Tornados im frühen bis späten Frühling auf, während Schneestürme im Winter auftreten. Währenddessen führen Temperaturschwankungen im Atlantik dazu, dass sich zwischen Sommer und Herbst Hurrikane bilden.
In ähnlicher Weise scheinen bei Titan schwerwiegende Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen extremes Wetter auszulösen. Wenn kühlere, feuchtere Luft aus den höheren Breiten mit wärmerer, trockenerer Luft aus den niedrigeren Breiten interagiert, entstehen intensive Regenstürme. Diese Erkenntnisse sind auch für andere Körper in unserem Sonnensystem von Bedeutung, die Schwemmfächer aufweisen - wie zum Beispiel den Mars.
Das Verständnis der Beziehung zwischen Niederschlag und Planetenoberflächen könnte letztendlich zu neuen Erkenntnissen über die Auswirkungen des Klimawandels auf die Erde und die anderen Planeten führen. Dieses Wissen würde uns auch dabei helfen, die Auswirkungen zu mildern, die es hier auf der Erde hat, wo die Veränderungen nur unnatürlich, aber auch plötzlich und sehr gefährlich sind.
Und wer weiß? Eines Tages könnte es uns sogar helfen, die Umgebung auf anderen Planeten und Körpern zu verändern und sie so für eine langfristige menschliche Besiedlung (auch bekannt als Terraforming) besser geeignet zu machen!
