Schwimmendes Eis auf dem Titan

Auf dem Saturnmond Titan gibt es nicht nur ausgedehnte Seen aus Kohlenwasserstoffen – jetzt haben Forscher auf diesen Seen auch Eis entdeckt. Dieses besteht wie der Rest der Seen aus Methan und Ethan, ist aber gefroren. Das Besondere daran: Eigentlich dachte man, dass gefrorene Kohlenwasserstoffe schwerer sind als flüssige und daher sinken müssten. Doch genau das ist auf dem Titan nicht der Fall, wie Astronomen der NASA berichten.

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Der Saturnmond Titan ist neben der Erde der einzige Himmelskörper in unserem Sonnensystem, der Seen aus flüssigem Material auf seiner Oberfläche trägt. Doch während bei uns Wasser die Grundlage eines gewaltigen Kreislaufs bildet, sind es auf dem Titan die Kohlenwasserstoffe Ethan und Methan. Bilder der NASA-Sonde Cassini hatten vor mehreren Jahren schon gezeigt, dass diese Verbindungen nicht nur in fester Form auf den Landflächen und als Gase und Wolkenschleier in der Atmosphäre des Mondes vorkommen, sondern auch große Seen vor allem auf der Nordhalbkugel des Titan bilden.

Eine Tatsache aber sorgte für Rätselraten: Den Cassini-Daten nach schwankte das Reflexionsvermögen der Seen ungewöhnlich stark. Eine Erklärung dafür könnten nun Jason Hofgartner von der Cornell-University in Ithaka und seine Kollegen gefunden haben. Sie zeigen, dass Eis auf der Oberfläche der Seen für die Unterschiede in der Albedo verantwortlich sein könnte. Denn unter bestimmten Bedingungen, so fanden die Forscher heraus, kann auch Kohlenwasserstoffeis schwimmen – wenn es Gasblasen enthält, die seine Dichte herabsetzen.

Gasblasen halten Eis an der Oberfläche

Wie die Forscher berichten, fangen sich Gasblasen immer dann im Kohlenwasserstoffeis, wenn die Temperatur nur knapp unterhalb des Gefrierpunkts für Methan liegt – bei 90,4 Grad Kelvin. Dann machen die kleinen Bläschen aus Stickstoff rund fünf Prozent der Eismasse aus, und das reicht aus, um das Eis schwimmen zu lassen. Sinken die Temperaturen dagegen nur wenige Grad niedriger, dann bilden sich zu wenige Blasen und das Eis sinkt . „Wir wissen jetzt, dass es durchaus dünne Eisschollen auf den Titanseen geben kann – ähnlich wie das neue Meereis in der Arktis zu Beginn des Winters“, erklärt Hofgartner.

Die Forscher vermuten, dass diese Eisschollen aus Kohlenwasserstoff ähnlich transparent sind wie Wassereis. Wegen der rötlich-braun gefärbten Atmosphäre und damit auch leicht gefärbten Gasblasen könnten sie aber auch einen leicht rötlichen Ton haben. Und noch ein Aspekt könnte das Eis auf den Titanseen spannend machen: Denn ähnlich wie auch auf der Erde viele Organismen in den Kanälchen und Randbereichen des Meereises leben, könnte auch die Grenzschicht zwischen Eis und flüssigem Kohlenwasserstoff ein Habitat für mögliches Leben auf dem Titan bieten.

Ob das Eis wirklich die Erklärung für die wechselnde Albedo der Seen ist, könnte Cassini in den nächsten Jahren herausfinden. Denn 2009 hat der Frühling auf der Nordhalbkugel des Saturnmonds begonnen. Die langsame Erwärmung müsste eigentlich, so die Hoffnung, die Menge und Größe der Eisschollen verändern – und damit auch die mittels Radar erhobenen Daten.

(NASA/JPL, 11.01.2013 – NPO)