Große Eismengen an der Oberfläche und Eisvulkan auf Zwergplanet Ceres

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Der Kegel des Eisvulkans Ahuna Mons auf Ceres in einer zweifach überhöhten perspektivischen Ansicht. Die hierfür verwendeten Farbaufnahmen wurden im Juni 2016 mit der Dawn Framing Camera aus einer Höhe von 385 Kilometern aufgenommen.

Copyright: NASA/Dawn

Pasadena (USA) – In sechs Fachartikel widmen sich internationale Wissenschaftler den neusten Datenauswertungen der Erkundung des Zwergplaneten Ceres durch die NASA-Sonde “Dawn” und liefern darin neue Erkenntnisse über den pyramidenförmigen Bergkegel Ahuna Mons, große Mengen an Wassereis an der Ceresoberfläche. Die neuen Erkenntnisse eröffnen auch neue Perspektiven für die Entstehung von Leben auf anderen Himmelskörpern in unserem Planetensystem.

Während bereits frühere Untersuchungen, die mit dem am Max-Plank-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) gebauten wissenschaftlichen Kamera-System an Bord der Sonde durchgeführt wurden, zeigten, dass es im Inneren von Ceres gefrorenes Wasser geben muss, zeigen die neuen Daten, das dieses Wassereis unter anderem in teilweise großen Mengen in einigen helleren Gebieten auch an die Oberfläche tritt. Offenbar war Ceres also noch in jüngerer geologischer Vergangenheit geologisch aktiv.

“Wasser hat somit nicht nur, wie bislang angenommen, in großen Mengen in den kältesten äußeren Regionen unseres Sonnensystems überdauert, sondern auch im vergleichsweise nahen Asteroidengürtel”, erläutern die Wissenschaftler in der MPS-Pressemitteilung und erklären weiter, dass “dadurch auch neue Perspektiven für die Entstehung von Leben auf anderen Himmelskörpern in unserem Planetensystem eröffnet werden, denn flüssiges Wasser gilt als Grundvoraussetzung für die Entstehung von Leben wie wir es kennen.”

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Schon zuvor hatten Forscher, etwa in den mit dem ESA-Weltraumteleskop “Herschel” gewonnenen Spektren zeitweise Wassermoleküle oberhalb der Oberfläche von Ceres nachgewiesen (…GreWi berichtete) und auch die Dawn-Kameras selbst Wasserdunst im und über dem Occator-Krater fotografiert (…GreWi berichtete).

Die neue Dawn-Datenauswertung zeigt nun, dass helle Flecken in dem rund 10 Kilometer großen Krater Oxo wahrscheinlich aus Eis bestehen, das an der Oberfläche frei liegt. “Es lässt sich jedoch nicht ausschließen, dass es sich zumindest teilweise um Wasser handelt, das in den Mineralen gebunden ist, die die Gesteine auf Ceres’ Oberfläche bilden”, erklärt Dr. Andreas Nathues vom MPS und wissenschaftlicher Leiter des Kamera-Teams von Dawn. “Schon bei früheren Untersuchungen haben wir vermutet, dass dort Wasser in großen Mengen vorhanden sein muss”.

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Wassereis bildet helle Flecken im Ceres-Krater Oxo.

Copyright: NASA/Dawn

Die Wissenschaftler untersuchten auch die Morphologie der Einschlagkrater auf Ceres. Demnach unterscheiden sich kleine und große Krater stark in ihrer Morphologie: “Während kleine Krater in der Regel eine einfache runde Form mit einem schüsselförmigen Kraterboden aufweisen, zeigen die größeren Krater komplexe Strukturen.” Zwar sei dies nichts Ungewöhnliches und werde auch auf anderen Himmelskörpern beobachtet. Interessant sei aber, dass aus der Kratergröße, bei der der Übergang von der einen zur anderen Kraterform erfolge, auf die physikalischen Eigenschaften des Bodenmaterials geschlossen werden könne: “Der Übergang von einfachen zu komplexen Kratern erfolgt bei Ceres bei etwa 10 Kilometern Größe”, berichtet Nathues weiter. “Dies zeigt, dass die äußeren Schichten von Ceres weder aus reinem Eis noch aus reinem Gestein bestehen können, stattdessen muss es sich um eine Mischung aus Eis und Gestein handeln.” Außerdem habe Ceres eine vergleichsweise geringe Dichte, die sich ebenfalls nicht mit reinem Gesteinsmaterial erklären lasse. “Gemeinsam mit den Modellen für den inneren Aufbau von Ceres zeigen diese Ergebnisse, dass der Zwergplanet einen festen Gesteinskern in seinem Zentrum besitzt, der von einem Mantel und einer Kruste überlagert wird, die aus Gesteinsmaterial und gefrorenem Wasser bestehen.

Für eine weitere Überraschung sorgte erneut der als “helle oder weiße Ceres-Pyramide” bekannt gewordene und tatsächlich an eine Pyramide erinnernde, fünf Kilometer hohe Bergkegel Ahuna Mons (s. Abb.o.), der sich deutlich von seiner sonst flachen Umgebung abzeichnet (…GreWi berichtete: A, B, C).

Nachdem NASA-Wissenschaftler zuvor vermutet hatten, dass es sich dabei um eine Art Pingo handelt, sei es nun ziemlich wahrscheinlich, dass es sich bei Ahuna Mons um einen Eis- bzw. Kryovulkan handelt: “Seine Form ähnelt irdischen Vulkanen. Auf Ceres handelt es sich jedoch nicht um silikatischen Vulkanismus bestehend aus einer heißen Gesteinsschmelze, so wie wir es auf der Erde kennen, sondern um Kryovulkanismus, bei dem Wasser die Schmelze bildet. (…) Die von Ahuna Mons ausgeworfene Lava besteht aus flüssigen Wasser, Eis, silikatischen Partikeln sowie im Wasser gelösten Salzen” erläutert mit Dr. Thomas Platz ein wissenschaftliche Mitarbeiter im MPS Kamerateam, der maßgeblich an der Studie beteiligt war. “In der Umgebung des Bergkegels befinden sich vergleichsweise wenige Einschlagkrater, woraus sich ein Alter von nur etwa 70 bis 200 Millionen Jahren ableiten lässt. Der Vulkan ist somit wesentlich jünger als Ceres selbst, die nach unserem gegenwärtigen Kenntnisstand vor rund 4,6 Milliarden Jahren gemeinsam mit den übrigen Himmelskörpern unseres Planetensystems entstanden ist.”

Nachdem sich “Dawn” der Planetenoberfläche zeitweise bis auf nur noch 385 Kilometer angenähert hat und dabei Bilder mit einer Abbildungsgenauigkeit von 35 Metern pro Bildpunkt zur Erde funkte, wird der Abstand zur längerfristigen Erforschung des Zwergplaneten derzeit wieder vergrößert.

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