Die erste globale Geologiekarte des größten Saturnmondes Titan ist vollständig und zeigt eine dynamische Welt voller Dünen, Seen, Ebenen, Kratern und anderer Geländeformen. Titan ist außer der Erde der einzige andere planetare Körper im Sonnensystem mit stabilen Flüssigkeiten auf seiner Oberfläche. Aber statt Wasser, das aus Wolken abregnet und auf der Erde Seen und Meere füllt, regnet es auf Titan Methan und Ethan – Kohlenwasserstoffe, die wir als Gase kennen, aber die in Titans Umgebung flüssig werden.
“Titan besitzt einen aktiven, methanbasierten hydrologischen Kreislauf, der eine komplexe geologische Landschaft geschaffen und seine Oberfläche zu einer der geologisch vielfältigsten im Sonnensystem gemacht hat”, sagte Rosaly Lopes, eine Planetengeologin am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien). Lopes ist die Hauptautorin einer neuen Forschungsarbeit, die für die Erstellung der Karte verwendet wurde.
“Trotz der unterschiedlichen Substanzen, Temperaturen und Gravitationsfelder auf der Erde und auf Titan gibt es zwischen den beiden Welten viele ähnliche Oberflächenstrukturen, die als Produkte der gleichen geologischen Prozesse interpretiert werden können. Die Karte zeigt, dass die verschiedenen geologischen Geländeformen global betrachtet eine klare Verteilung hinsichtlich ihrer geografischen Breite haben und dass manche Geländeformen viel mehr Fläche bedecken als andere”, sagte Lopes.
Lopes und ihr Team, darunter Michael Malaska vom JPL, arbeiteten mit dem Planetengeologen David Williams von der School of Earth and Space Exploration der Arizona State University in Tempe zusammen. Ihre Ergebnisse, zu denen das relative Alter der geologischen Geländeformen auf Titan gehört, wurden kürzlich im Journal Nature Astronomy veröffentlicht.
Lopes’ Team nutzte Daten der Cassini-Mission, die zwischen 2004 und 2017 aktiv war und mehr als 120 Vorbeiflüge an dem merkurgroßen Mond unternahm. Insbesondere verwendeten sie Daten von Cassinis Radarinstrument, um Titans dichte Stickstoff- und Methanatmosphäre zu durchdringen. Außerdem kamen Daten der optischen und Infrarotinstrumente zum Einsatz, die durch den Methandunst einige der größeren geologischen Strukturen erkennen konnten.
“Diese Studie ist ein Beispiel für die Verwendung kombinierter Datensätze und Instrumente”, sagte Lopes. “Weil wir keine globale Abdeckung mit dem Synthetic Aperture Radar (SAR) haben, nutzten wir Daten von anderen Instrumenten und anderen Radarmodi, um die Eigenschaften der verschiedenen Geländeeinheiten in Zusammenhang zu bringen. So konnten wir sogar ableiten, wie das Gelände in Gebieten aussieht, wo wir keine Abdeckung mit dem SAR haben.”
Williams arbeitete mit dem JPL-Team zusammen, um zu identifizieren, welche geologischen Einheiten auf Titan zunächst mit den Radarbildern bestimmt werden konnten, und dann diese Einheiten auf die nicht vom SAR abgedeckten Regionen zu extrapolieren. Um das zu tun, stützte er sich auf seine Erfahrung aus der Arbeit mit Radarbildern der NASA-Raumsonde Magellan und auf eine frühere regionale geologische Karte von Titan, die er entwickelt hatte.
“Die Cassini-Mission offenbarte, dass Titan eine geologisch aktive Welt ist, wo Kohlenwasserstoffe wie Methan und Ethan die Rolle einnehmen, die Wasser hier auf der Erde hat”, sagte Williams. “Diese Kohlenwasserstoffe regnen auf die Oberfläche herab, fließen in Strömen und Flüssen, sammeln sich in Seen und Meeren und verdampfen in die Atmosphäre. Es ist eine recht erstaunliche Welt.”
Die Cassini-Huygens-Mission ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA, der European Space Agency (ESA) und der Italian Space Agency. Das JPL, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena betreibt die Mission für das Science Mission Directorate der Agentur in Washington. Das JPL entwarf, entwickelte und konstruierte den Cassini-Orbiter. Das Radarinstrument wurde von der Italian Space Agency und dem JPL in Zusammenarbeit mit Teammitgliedern aus den Vereinigten Staaten und verschiedenen europäischen Ländern gebaut.
(THK)
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