Methanatmosphäre

Eine Methanatmosphäre ist eine Planeten- oder Mondatmosphäre, in der Methan (CH4) eine signifikante oder dominante Rolle im gasförmigen Gemisch spielt. Oft handelt es sich um Atmosphären, in denen CH4 neben Stickstoff (und häufig anderen Gasen) vorkommt; in manchen Fällen kann Methan trotz eines größeren Anteils anderer Gase eine zentrale komunizierende Komponente sein. Methan beeinflusst das Klima durch Treibhauswirkung und beteiligt sich an komplexen chemischen Prozessen in der oberen Atmosphäre.

Bekannte Beispiele finden sich in unserem Sonnensystem: Der Mond Titan besitzt eine überwiegend Stickstoff-Atmosphäre mit einem markanten Methangehalt, dessen Zyklus der Erkenntnis und Kondensation in Flüssigmethanfeldern auf der Oberfläche sehr ähnlich dem Wasserkreislauf der Erde ist. In den kälteren äußeren Atmosphären von Uranus und Neptun trägt Methan zur typischen bläulichen Färbung bei und prägt die Absorptionssignaturen im Infrarot. Bei vielen kühl temperierten Exoplaneten können Methanatmosphären auftreten; bei heißeren Welten verschiebt sich das CH4-Gleichgewicht oft zu CO oder anderen Kohlenwasserstoffen.

Chemisch gesehen wird Methan in der Atmosphäre durch Photolyse und Reaktionen mit Radikalen zerstört, während es durch geochemische oder geophysikalische Quellen neu gebildet wird. Die Folge ist eine komplexe hydrocarbonreiche Chemie, die zu weiteren Spurenstoffen wie Ethy len, Acetylen oder Thaulen führen kann.

Beobachtungen beruhen auf Spektroskopie im nahen bis mittleren Infrarot, wo CH4 charakteristische Banden zeigt (etwa um 3,3 und 7,7 µm). Durch Transit-, Emissions- oder Reflektionsspektren lassen sich Transparenz und Mischungsverhältnisse ableiten. Methan spielt damit eine zentrale Rolle in der Atmosphärenchemie kühl temperierter Welten und liefert Hinweise auf geologische oder potenziell biogene Prozesse.