Rätsel gelöst: Ceres’ helle Flecken stammen aus salzigem Untergrundwasser

Die „hellen Flecken“ im Ceres-Krater Occator, aufgenommen von der NASA-Sonde DAWN mit einer Auflösung von 700 Metren pro Pixel. Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
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Die „hellen Flecken“ im Ceres-Krater Occator, aufgenommen von der NASA-Sonde DAWN mit einer Auflösung von 700 Metren pro Pixel. Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Die „hellen Flecken“ im Ceres-Krater Occator, aufgenommen von der NASA-Sonde DAWN mit einer Auflösung von 700 Metren pro Pixel.
Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Pasadena (USA) – Seit ihrer Entdeckung 2003/04 sorgen die auch als „Ceres-Lichter“ bekannten „hellen Flecken“ auf dem Zwergplaneten Ceres für Rätselraten unter Wissenschaftlern. Nachdem durch die Erkundungen der DAWN-Sonde eine künstliche Herkunft ausgeschlossen wurde und sich zeigte, dass es sich um stark reflektierende Ablagerungen handelt, haben Forscher nun auch herausgefunden, um was genau es sich bei diesen Ablagerungen handelt und woher das Material stammt.

Wie die NASA berichtet, hatten die Dawn-Missionswissenschaftler schon zuvor vermutet, dass es sich bei dem hellen Flecken um Ablagerungen handelt, die hauptsächlich aus Natriumcarbonat, also einer Verbindung aus Natrium, Kohlenstoff und Sauerstoff bestehen und vermutet, dass es sich um salzkrustenartige Rückstände einer Flüssigkeit aus dem Innern des Zwergplaneten handelt.

Anhand der DAWN-Daten, die noch gegen Ende der Mission gesammelt werden konnten, schlussfolgern die Missionswissenschaftler um Marc Rayman vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA aktuell gleich in mehreren Artikeln in den Fachjournalen „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-020-1168-2 / DOI: 10.1038/s41550-020-1146-8 / DOI: 10.1038/s41550-020-1019-1 / DOI: 10.1038/s41550-020-1138-8) „Nature Geoscience“ (DOI: 10.1038/s41561-020-0581-6) und „Nature Communications“ (DOI: 10.1038/s41467-020-17184-7) nun, dass es sich bei dieser Flüssigkeit um stark salzhaltiges Wasser aus Reservoirs unter der Oberfläche des Planeten handelt.

Anhand von Schwerkraftmessungen können die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen nun mehr über den inneren Aufbau von Ceres sagen und das die als „Cerealia Facula“ und „Vinalia Faculae“ bezeichneten größten der hellen Flecken im Ceres-Krater Occator speisende Reservoir in 40 Kilometern verorten. Seine Ausdehnung schätzen die Forscher auf mehrere hundert Kilometer.

Obwohl der Zwergplanet selbst über keine Mechanismen verfügt, die sein Inneres aufwärmen, wie sie für unter der eisigen Oberfläche verborgene Ozeane auf den Eismonden der Gasriesen Jupiter und Saturn verantwortlich sind, zeigen die Daten dennoch, dass auch Ceres eine wasserreiche Welt, ähnlich wie diese Eiskörper ist.

Schon zuvor hatte die ungewöhnlich starke Helligkeit der reflektiven Flecken darauf hingedeutet, dass diese selbst eher jüngeren Ursprungs sind. Die neuen Daten bestätigen nun ein Alter von weniger als zwei Millionen Jahren und zeigen, dass die diese Ablagerungen speisende geologische Aktivität bis heute andauern und aktiv sein könnte.

Für letztere Schlussfolgerung spricht nun auch der Nachweis von Natriumchlorid, das innerhalb der salzigen Ablagerungen chemisch mit Wasser und Ammoniumchlorid gebunden und in Cerealia Facula konzentriert ist: Da auf der Ceres-Oberfläche das salzreiche Wasser schnell – also binnen weniger Jahrhunderte – dehydriert, die DAWN-Daten dennoch zeigen, dass in den hellen Flecken immer noch Wasser gebunden ist, müssen diese Ablagerungen geologisch betrachtet noch recht jung sein. „Dieser Umstand zeigt, dass flüssiges Wasser aus der Region unterhalb des Occator-Kraters noch bis vor kurzem aus dem Untergrund und die Oberfläche gelangte.“

Falschfarben-Bildmosaik der DAWN-Daten offenbaren junge Sole-Ablagerungen in Form der „hellen Flecken“ im Occator-Krater auf dem Zwergplaneten Ceres. Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Falschfarben-Bildmosaik der DAWN-Daten offenbaren junge Sole-Ablagerungen in Form der „hellen Flecken“ im Occator-Krater auf dem Zwergplaneten Ceres.
Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

„Die großen Ablagerungen von Cerealia Facula stammen von einem schlammigen Gemisch, unmittelbar unter der Oberfläche, das aufgeschmolzen wurde, als der Krater selbst vor rund 20 Millionen Jahren geschlagen wurde“, erläutert die Hauptuntersucherin der DAWN-Mission Carol Raymond. „Die einstige Einschlagshitze hat sich in den vergangenen Jahrmillionen nach und nach abgekühlt, zugleich erzeugte der Einschlag aber auch große und tief hinabreichende Risse, langlebige Reservoire aus schlammiger Sole, die bis heute an die Oberfläche sickert.“

Auch die pyramidenförmigen Kegelberge auf Ceres, die irdischen Pingos gleichen und vermutlich ähnlich enstehen, deuten darauf hin, dass hier Wasser aus dem Untergrund an die Oberfläche gepresst wird (…GreWi berichtete).

Ceres zeigt somit beispielhaft, dass nicht nur Innere Hitze, wie sie etwa durch die auf die Eismonde einwirkenden Gezeitenkräfte der Gasriesen erzeugt wird, sondern auch andere Mechanismen Wasser im Innern von Zwergplaneten und Monden flüssig und den Körper damit geologisch aktiv halten können.




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Quelle: NASA/JPL

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