Veränderungen auf der Oberfläche des Zwergplaneten Ceres

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Auf der permanent abgeschatteten Nordwand des Ceres-Kraters Juling finden sich Wassereisablagerungen.

Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/ASI/INAF

Pasadena (USA) – Beobachtungen der NASA-Sonde “Dawn”, die immer noch den Zwergplaneten Ceres im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter umkreist, offenbaren, dass dieser bis heute dynamischen Veränderungen seiner Oberfläche ausgesetzt ist.

Wie NASA-Missionswissenschaftler u.a. um Andrea Raponi vom Institute of Astrophysics and Planetary Science in Rom aktuell in zwei Fachartikeln in “Science Advances” (DOI: 10.1126/sciadv.aao3757 und 10.1126/sciadv.1701645) berichten, ermöglichen die jüngsten Beobachtungen junger Ablagerungen Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Kruste des größten Objekts im Asteroidengürtel.

Schon zuvor hatte Dawn in zahlreichen Ceres-Kratern Wassereis-Lager ausfindig gemacht. Die neue Studie zeigt nun unter anderem eine Zunahme von Wassereisvorkommen an der Nordwand des 20 Kilometer durchmessenden Juling-Kraters und damit erstmals eine junge Veränderung der Ceresoberfläche.

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“Die Kombination der derzeitigen Annäherung von Ceres an die Sonne und jahreszeitliche Veränderungen sorgen für die Freisetzung von Wasserdampf aus dem Untergrund, der dann an der kälteren Oberfläche der Kraterwänden kondensiert”, erläutert Raponi. “Dieser Vorgang führt zu einer Zunahme des dort offen liegenden Eises. Die allgemeine Erwärmung könnte zudem auch Bodenrutschungen an den Kraterwänden verursachen, die dann frische Eislager freilegen könnten”.


Auch die Draufsicht zeigt Hinweise auf die Bewegung von Eis und Gestein am Grunde des Juling-Kraters.

Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/ASI/INAF

Früher Studien der chemischen, geologischen und geophysikalischen Eigenschaften des Zwergplaneten hatten bereits gezeigt, dass Ceres über eine rund 40 Kilometer dicke Kruste verfügt, die reich ist an Wasser, Salzen und organischen Stoffen. Karbonate im Boden, wie sie auch für die charakteristischen hellen Flecken – etwa im und Oxo- und Occator-Krater, oder in Form des Ahuna Mons hervortreten – erklären sich die Wissenschaftler durch einen einstigen Wasserozean.


Natriumkarbonate finden sich auch in unterschiedlicher Konzentration (siehe Abb. u.r.) auf und rund um den pyramidenförmigen Kegelberg Ahuna Mons.

Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/ASI/INAF

In ihrer neuen Studie konnten Forscher um Giacomo Carrozzo, benfalls vom Institute of Astrophysics and Planetary Science 12 Orte auf Ceres identifizieren, die reich an Natriumkarbonaten sind und untersuchten im Detail jene Gebiete, in denen Wasser als Teil der Struktur der Karbonate vorhanden ist. Damit konnten die Wissenschaftler zum ersten mal gelöschte Karbonate nicht nur auf der Ceres-Oberfläche, sondern überhaupt auf einem anderen Planeten neben unserer Erde nachweisen.

Sofern es nicht von immerwährenden Schatten – etwa im innern von Kratern – geschützt ist, ist Wassereis auf der Ceresoberfläche nicht stabil und würde, wenn auch über Jahrmillionen hinweg, dehydrieren. “Diese Erkenntnis legt also nahe, dass jene Orte, die heute noch reich an hydrierten Karbonaten sind, erst in geologisch jüngerer Zeit durch jüngere Aktivität an die Oberfläche gelangten”, erläutert Carrozo.

Die starken Unterschiede von Material, Eis und Karbonaten, die auf Ceres beispielsweise durch Einschläge, Landrutschungen und Kryovulkanismus freigelegt wurden, legen nahe, dass die Ceres-Kruste selbst nicht einheitlich strukturiert ist. “Diese heterogene Struktur entstand entweder als der einstige , die heutige Kruste bildende Ceres-Ozean zufror, oder später als Ergebnis von großen Einschlägen und Kryovulkanismus”, schlussfolgern die Forscher.

Die Veränderungen im Vorkommen von Wassereis in kurzen Zeitintervallen, sowie die Anwesenheit hydrierter Natriumkarbonate sehen die Forscher zudem an Beweise dafür, dass Ceres auch heute noch geologisch und chemisch aktiv ist.

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