shoreline features of titan‘s ontario lacus cassini vims/iss markus endl
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Shoreline features of Titan‘s Ontario Lacus
Cassini VIMS/ISS
Markus Endl
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Titan Übersicht
• Größte Mond des Saturn (D=5150 km)• Neigung Ekliptik 26.8° Jahreszeiten 7.5 Jahre• Langsame Rotation 15.95 Tage
Schichtaufbau:
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Atmosphäre
• Bestandteile:– Stickstoff (98.4%)– Argon (1.6%)– Spuren von
• Kohlenwasserstoffen – Methan, Ethan, Propan
• CO2, He, H, Tholine …
Wolken aus: Methan/Ethan in 20-30km Höhe
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Oberfläche durch Cassini
• Rel. flache Oberfläche (Ausnahmen über 1 km)• Kryovulkanismus, Tektonik, Dünen, Täler etc.
• Oberflächentemp. 94K / Druck 1.5 bar• Methan 90-112 K flüssig• Ethan 100-184 K flüssig
• Eis Konsistenz von Silikat • Auswaschungen durch Methan/Ethan
bei 1 bar!!!
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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???
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Lösung Zusammensetzung
• Seen bestehen aus Hauptkomponente Ethan• Grund:– Methan 90-112 K flüssig– Ethan 100-184 K flüssig
• Methan verdampft nach Abregnen sehr schnell oder erreicht nicht die Oberfläche
• Ethan an Polen relativ stabil• Beobachtung: Ethan/Pole, Methan/überall
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Cassini/VIMS-Beobachtung• Beobachtung von Ontario Lacus• VIMS (Visual/Infrared Mapping Spectrometer)• 38. Flyby von Titan (05.12.2008)
• 4 Aufnahmen unter verschiedenen Winkeln
• Korrektur ATM, Instrument, Hintergrund
• Entzerrung
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Cassini/VIMS-Beobachtung
Atmosphärenmodelle!!!
Zusammenspiel zw. Oberflächenreflektivität und ATM-Transmission
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Analysea) 2μmb) 3-färbig (1.6/2/5 μm)c) Einteilung1. Dunkle innere Bereich2. Shelf (Übergang Festland)3. Rand des Sees/Küste4. Festland
Shelf 3-10 km DurchmesserKüste einige 100 m
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Projizierte Aufnahmen VIMS/ISS
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Diskussion Unit 2/Shelf• Morphologie von Frost/TauTemperaturen auf Titan bis ca. 90KGefrierpunkt Ethan/MethanSTICKSTOFF als Gefrierschutz
Zu beachten: Methan/Ethan friert von untennach obenSeichtere Gebiete schneller
zugefroren
Problem: scharfe Kante
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Diskussion Unit 2/Shelf• Morphologie KontinentalshelfFalls Flüssigkeit genügend durchlässig
Reflexion am SeebodenTiefenprofil
Wie terrestrischer Ozeanweniger Tief in Küstennähe, dann steiler Abfall
Möglichkeit unwahrscheinlich, wenn auf natürliche Weise entstanden!
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Diskussion Unit 2/Shelf
• Morphologie Schwebeteilchen/SchaumVerursacht durch Streuung an Kleinstpartikeln < 1 μm
Turbulente MischungsvorgängeGezeiten/Wellen
Problem: Albedo bei 5 μm zu niedrig Scharfe Grenze zu Unit 1
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Diskussion Unit 2/Shelf• Morphologie StrandStrände generiert durch Wellen
Wellen mit genügend EnergieProblem: 5 μm kein Hinweis auf Wellen
Möglichkeit von temp. Winden zu gewissen Jahreszeiten
Skala Unit 2 von 10 km Breite jedoch zu großKein Strand, sondern Watt?
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Diskussion Unit 2/Shelf• Morphologie SeebodenFreigelegter Seeboden durch Austrocknung Wolkenbildung abhängig von Jahreszeit
Möglichkeit von Gezeiten in Abhängigkeitder geographischen Breite
Unterschied von max. 40 cm Keine hochauflösende Beobachtung von
Nordteil, jedoch Hinweis durch Verengung Unit 2 und ISS
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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
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Diskussion Unit 3/Küste• Morphologie AbschwemmungDünner Layer von atm. organ. NitrilLayer wird abgeschwemmt
Problem:Spektroskopische Charakteristik Unit 3spricht eindeutig gegen Wassereis Kanäle in Gebirgen zeigen erhöhte
Wassereiskonzentration !!! Zusammensetzung Kruste unterschiedlich?
Theorie sehr unwahrscheinlich !
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Diskussion Unit 3/Küste• Morphologie AblagerungAuf 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
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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
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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.
1620-1622) (2006)• Mitri, G. et. al., Hydrocarbon lakes on Titan, Icarus 186, 385-394 (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)