Unerwartetes atmosphärisches Wirbelverhalten auf Saturnmond Titan

Anonim

Eine neue Studie, die von einem Erdwissenschaftler der Universität Bristol geleitet wurde, hat gezeigt, dass unlängst unerwartetes Verhalten auf Titan, dem größten Mond des Saturns, auf seine einzigartige Atmosphärenchemie zurückzuführen ist.

Die polare Atmosphäre von Titan erfuhr kürzlich eine unerwartete und signifikante Abkühlung, die allen Vorhersagen des Modells widerspricht und sich vom Verhalten aller anderen terrestrischen Planeten in unserem Sonnensystem unterscheidet.

Titan ist der größte Mond des Saturns, ist größer als der Planet Merkur und ist der einzige Mond in unserem Sonnensystem, der eine substanzielle Atmosphäre besitzt.

Normalerweise ist die polare Atmosphäre in großer Höhe in der Winterhalbkugel eines Planeten warm, weil absinkende Luft komprimiert und erhitzt wird - ähnlich wie bei einer Fahrradpumpe.

Rätselhafterweise scheint der atmosphärische Polarwirbel von Titan stattdessen extrem kalt zu sein.

Vor ihrem feurigen Ableben in der Saturn-Atmosphäre am 15. September erhielt die Cassini-Raumsonde eine lange Reihe von Beobachtungen der polaren Atmosphäre des Titans, die fast die Hälfte von Titans 29, 5 Jahre langem Erdjahr mit dem Composite-Infrarot-Spektrometer (CIRS) abdeckt.

Die Cassini / CIRS-Beobachtungen zeigten, dass sich der zu erwartende polare Hotspot zwar bereits zu Beginn des Winters 2009 entwickelte, sich aber schon im Jahr 2012 zu einem kalten Punkt entwickelte und Temperaturen bis 120 K bis Ende 2015 beobachtet wurden.

Nur in den letzten 2016 und 2017 Beobachtungen ist der erwartete Hot-Spot zurückgekehrt.

Leitender Autor Dr. Nick Teanby von der School of Earth Sciences der University of Bristol sagte: "Für die Erde, die Venus und den Mars ist der hauptsächliche atmosphärische Kühlmechanismus Infrarotstrahlung, die vom Spurengas CO2 emittiert wird und weil CO2 eine lange atmosphärische Lebensdauer hat ist auf allen atmosphärischen Ebenen gut durchgemischt und wird kaum von der atmosphärischen Zirkulation beeinflusst.

"Auf Titan erzeugen jedoch exotische photochemische Reaktionen in der Atmosphäre Kohlenwasserstoffe wie Ethan und Acetylen und Nitrile wie Cyanwasserstoff und Cyanacetylen, die den größten Teil der Kühlung ausmachen."

Diese Gase werden hoch in der Atmosphäre produziert, haben also einen steilen vertikalen Gradienten, was bedeutet, dass ihre Häufigkeiten selbst durch moderate vertikale atmosphärische Zirkulation signifikant verändert werden können.

Die polare Absenkung des Winters führte daher zu massiven Anreicherungen dieser strahlungsaktiven Gase über den südlichen Winterpol.

Die Forscher verwendeten die mit Cassini gemessenen Temperatur- und Gashäufigkeiten in Verbindung mit einem numerischen Strahlungsbilanzmodell von Heiz- und Kühlraten, um zu zeigen, dass die Spurengasanreicherung groß genug war, um eine signifikante Abkühlung und extrem kalte Atmosphärentemperatur zu verursachen.

Dies erklärt frühere Beobachtungen von seltsamen Cyanwasserstoff-Eiswolken, die 2014 mit Cassinis Kameras über dem Pol beobachtet wurden.

Dr. Teanby fügte hinzu: "Dieser Effekt ist im Sonnensystem bisher einzigartig und nur durch die exotische Atmosphärenchemie von Titan möglich." Ein ähnlicher Effekt könnte auch in vielen Exoplaneten auftreten, die Auswirkungen auf die Wolkenbildung und die atmosphärische Dynamik haben. "

Die Studie wurde in Nature Communications veröffentlicht .

menu
menu