Shoreline features of Titan‘s Ontario Lacus Cassini VIMS/ISS Markus Endl

Titan Übersicht Größte Mond des Saturn (D=5150 km) Neigung Ekliptik 26.8°  Jahreszeiten 7.5 Jahre Langsame Rotation Tage Schichtaufbau:

Atmosphäre Bestandteile: – Stickstoff (98.4%) – Argon (1.6%) – Spuren von Kohlenwasserstoffen – Methan, Ethan, Propan CO 2, He, H, Tholine … Wolken aus: Methan/Ethan in 20-30km Höhe

Oberfläche durch Cassini Rel. flache Oberfläche (Ausnahmen über 1 km) Kryovulkanismus, Tektonik, Dünen, Täler etc. Oberflächentemp. 94K / Druck 1.5 bar Methan K flüssig Ethan K flüssig Eis Konsistenz von Silikat Auswaschungen durch Methan/Ethan bei 1 bar!!!

Überleitung Seen 1% von Titanoberfläche in Form von Seen (flüssig) An den Polen zw. 70°-90° Breite – Grund noch nicht zu 100% verstanden – Modelle durch globale Zirkulation/Materialtransport Wolken bilden sich durch Hadleyzirkulation und Superrotation vermehrt an Polen und an Sommerhalbkugel bei 40° Breite  WIESO EXISTIEREN SEEN NUR AN POLEN???

Lösung Zusammensetzung Seen bestehen aus Hauptkomponente Ethan Grund: – Methan K flüssig – Ethan K flüssig Methan verdampft nach Abregnen sehr schnell oder erreicht nicht die Oberfläche Ethan an Polen relativ stabil Beobachtung: Ethan/Pole, Methan/überall

Cassini/VIMS-Beobachtung Beobachtung von Ontario Lacus VIMS (Visual/Infrared Mapping Spectrometer) 38. Flyby von Titan ( ) 4 Aufnahmen unter verschiedenen Winkeln Korrektur ATM, Instrument, Hintergrund Entzerrung

Cassini/VIMS-Beobachtung Atmosphärenmodelle!!! Zusammenspiel zw. Oberflächenreflektivität und ATM-Transmission

Analyse a)2μm b)3-färbig (1.6/2/5 μm) c)Einteilung 1.Dunkle innere Bereich 2.Shelf (Übergang Festland) 3.Rand des Sees/Küste 4.Festland Shelf 3-10 km Durchmesser Küste einige 100 m

Projizierte Aufnahmen VIMS/ISS

Diskussion Unit 2/Shelf Morphologie von Frost/Tau Temperaturen auf Titan bis ca. 90K  Gefrierpunkt Ethan/Methan  STICKSTOFF als Gefrierschutz Zu beachten: Methan/Ethan friert von unten nach oben  Seichtere Gebiete schneller zugefroren Problem: scharfe Kante

Diskussion Unit 2/Shelf Morphologie Kontinentalshelf Falls Flüssigkeit genügend durchlässig  Reflexion am Seeboden  Tiefenprofil  Wie terrestrischer Ozean weniger Tief in Küstennähe, dann steiler Abfall Möglichkeit unwahrscheinlich, wenn auf natürliche Weise entstanden!

Diskussion Unit 2/Shelf Morphologie Schwebeteilchen/Schaum Verursacht durch Streuung an Kleinstpartikeln < 1 μm  Turbulente Mischungsvorgänge  Gezeiten/Wellen Problem: Albedo bei 5 μm zu niedrig Scharfe Grenze zu Unit 1

Diskussion Unit 2/Shelf Morphologie Strand Strände generiert durch Wellen  Wellen mit genügend Energie  Problem: 5 μm kein Hinweis auf Wellen Möglichkeit von temp. Winden zu gewissen Jahreszeiten  Skala Unit 2 von 10 km Breite jedoch zu groß  Kein Strand, sondern Watt?

Diskussion Unit 2/Shelf Morphologie Seeboden Freigelegter Seeboden durch Austrocknung  Wolkenbildung abhängig von Jahreszeit Möglichkeit von Gezeiten in Abhängigkeit der geographischen Breite  Unterschied von max. 40 cm  Keine hochauflösende Beobachtung von Nordteil, jedoch Hinweis durch Verengung Unit 2 und ISS

Diskussion Unit 3/Küste Morphologie Frost/Eis Möglichkeit von Methan/Ethan Frost  IR-Aufhellung Problem: Temperatur von Methan/Ethan erreicht nicht die Frostgrenze Durch Winde mehr Asymmetrie  Theorie sehr unwahrscheinlich

Diskussion Unit 3/Küste Morphologie Abschwemmung Dünner Layer von atm. organ. Nitril Layer wird abgeschwemmt Problem: Spektroskopische Charakteristik Unit 3 spricht eindeutig gegen Wassereis  Kanäle in Gebirgen zeigen erhöhte Wassereiskonzentration !!!  Zusammensetzung Kruste unterschiedlich? Theorie sehr unwahrscheinlich !

Diskussion Unit 3/Küste Morphologie Ablagerung Auf Erde werden Felsen/Mineralien ausgewaschen  bilden Ablagerungen am Boden des Sees Auf Titan schwierig zu erklären: Methan/Ethan schlechtes Lösungsmittel für Nitrile und organische Verbindungen Theoretisch Rate zu niedrig für Detektion  Detektion bestätigt jedoch kleine Korngröße Lake Mead / Arizona

Ergebnisse Unit 2: – Ergebnisse verwertbar nur für Süd-Ost-Teil – Freigelegter SEEBODEN durch temp. Austrocknung oder Gezeiten (ähnlich Watt) Unit 3:  Niedrigerer Wassereis-Anteil ggü. Rest von Titan  Ebenfalls freigelegter SEEBODEN, Ablagerungen in Form von Salzen/gelösten Stoffen  See unterliegt Veränderungen im Flüssigkeitspegel  Beobachtungen in anderen Jahreszeiten notwendig

Danke für die Aufmerksamkeit! Quellen: Barnes, J. W. et. al,. Shoreline features of Titan‘s Ontario Lacus from Cassini/VIMS observations, Icarus 201 (2009) (Presentation and Pictures) Barnes J. W. et. al., Near –infrared spectral mapping ot Titan‘s mountains and channels, J. Geophys. Res. (Planets) 112 (2007) Griffith, C. A. et. al., Evidence for a polar ethane cloud on Titan, Science 313 (p ) (2006) Mitri, G. et. al., Hydrocarbon lakes on Titan, Icarus 186, (2007) West, R. A. et. al., No oceans on Titan from the absence of a near-infrared specular reflection, Nature 436 (2005) Porco, C. C. et. al., Imaging of Titan from the Cassini spacecraft, Nature 434 (2005) Stofan, E. R. et. al., The lakes of Titan, Nature 445 (2007)