Kürzlich wurde berichtet, dass Horizontalverschiebungen (der Bewegungstyp, der häufig in der San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien auftritt) möglicherweise auch auf dem größten Saturnmond Titan existieren. Eine neue Studie unter Leitung von Planetenforschern der School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) an der University of Hawaii in Mānoa ergab, dass diese tektonischen Bewegungen auf Titan aktiv sein und die Eisoberfläche deformieren könnten.
Auf mehreren Ozeanwelten, etwa dem Jupitermond Europa und dem Saturnmond Enceladus, sind die Anzeichen von Horizontalverschiebungen gut dokumentiert. Forscher vermuten, dass die Bewegung entlang dieser Verwerfungen durch Veränderungen der zyklischen Gezeitenkräfte verursacht wird – das Ziehen und Stauchen aufgrund der relativen Bewegungen eines Mond und seines Planeten.
Seen und Meere auf der Oberfläche
Titan besitzt eine dicke Kruste aus steinhartem Wassereis. Und Titan ist der einzige bekannte Ort jenseits der Erde, der Flüssigkeiten in Form von Seen und Meeren auf seiner Oberfläche aufweist. Allerdings bestehen die Flüssigkeiten auf Titan aus Kohlenwasserstoffen wie Methan und Ethan.
Mit den begrenzten verfügbaren Beobachtungsdaten untersuchten die Doktorandin Liliane Burkhard und Co-Autoren die Wahrscheinlichkeit für Horizontalverschiebungen mittels physikbasierter Verwerfungsmodelle. Die Modellberechnungen berücksichtigten die gezeitenbedingten Belastungen auf Titan, die Ausrichtungen der Kandidaten-Verwerfungen, die Eigenschaften der Kruste und die Belastungen, die für das Aufbrechen des Oberflächenmaterials erforderlich sind.
“Titan ist einzigartig, weil er der einzige bekannte Mond mit stabilen Flüssigkeiten auf der Oberfläche ist”, sagte Burkhard. “Deswegen konnten wir den Fluiddruck in unsere Berechnungen einbeziehen, der die Scherstärke der Eiskruste reduzieren kann und eine Schlüsselrolle bei der tektonischen Entwicklung Titans spielen könnte.”
In dieser neuen Studie stellten die Wissenschaftler fest, dass eine Kombination aus zyklischen gezeitenbedingten Belastungen und dem Fluiddruck Brüche bei den seichten Verwerfungen auf Titan begünstigt. Außerdem sind die Verwerfungen nahe des Äquators, die etwa in Ost-West-Richtung verlaufen, optimal für potenzielle Brüche ausgerichtet.
“Das ist eine aufregende Entdeckung”, sagte Burkhard. “Unsere Ergebnisse sprechen dafür, dass Scherbrüche unter diesen Bedingungen nicht nur möglich sind, sondern einen aktiven Deformationsmechanismus auf der Oberfläche und im Untergrund Titans darstellen und möglicherweise als Weg dienen, um Flüssigkeiten aus dem Untergrund an die Oberfläche aufsteigen zu lassen. Das kann den Materialtransport vereinfachen, der die Bewohnbarkeit beeinflussen könnte.”
Zukünftige Missionen
In der Zukunft hofft Burkhard weitere Untersuchungen zur Deformation nicht nur an Titan durchzuführen, sondern auch an anderen Eismonden, um deren tektonische Geschichte und die astrobiologischen Auswirkungen aufzudecken. In den nächsten paar Jahren ist der Start mehrerer Fernerkundungsmissionen geplant, um Ganymed (ESA JUICE, 2022), Europa (NASA Clipper, 2024) und Titan (NASA Dragonfly, 2027) zu erforschen.
“Die Kombination neuer Beobachtungen mit unseren Modellierungstechniken wird unser Wissen über die Eiskruste vertiefen und den besten Ort für die Erkundung mit einer zukünftigen Landemission mit möglichem Zugang zu dem Ozean im Untergrund feststellen”, sagte sie.
(THK)
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