Weitere Hinweise auf tiefen Ozean unter der Eiskruste von Uranus-Mondes Ariel

Tucson (USA) – Neue Analysen liefern weitere Hinweise darauf, dass sich unter der eisigen Oberfläche des Uranus-Mondes Ariel einst ein bis zu 170 Kilometer tiefer, globaler Ozean befand. Teile dieses Ozeans existieren vermutlich bis heute in flüssiger Form unter der Eiskruste des fernen Mondes.

Wie das Team um Caleb Storm von der University of North Dakota und Alex Patthoff vom Planetary Science Institute (PSI) aktuell im Fachjournal „Icarus“ (DOI: 10.1016/j.icarus.2025.116822) berichtet, haben sie simuliert, wie sich dieser verborgene Ozean im Lauf der Zeit entwickelt haben könnte.

Ariel – ein ganz besonderer Mond

Ariel ist der zweitinnerste und hellste Mond des Uranus und mit einem Durchmesser von rund 1.160 Kilometern. Trotz seiner geringen Größe zeigt er eine erstaunlich abwechslungsreiche Oberfläche: uralte Kraterlandschaften neben jungen, glatten Ebenen, die vermutlich durch Kryovulkanismus (Eisvulkane) entstanden sind.

Diese auffälligen Geländestrukturen, darunter tiefe Bruchzonen, Gräben und kilometerlange Grate, gehören zu den größten tektonischen Merkmalen im gesamten Sonnensystem. Um herauszufinden, wie solche Oberflächenformen entstanden sein könnten, modellierte das Forschungsteam die inneren Prozesse Ariels sowie die Gezeitenkräfte, die auf ihn einwirkten, während er Uranus auf seiner elliptischen Bahn umkreist.

Elliptischere Umlaufbahn erwärmte den inneren Ozean

Dabei zeigte sich, dass Ariel in seiner Vergangenheit eine deutlich höhere Exzentrizität – also eine stärker gestreckte, elliptischere Umlaufbahn – gehabt haben muss, als heute. Während seine aktuelle Exzentrizität nahezu null beträgt, lag sie dem Modell zufolge früher bei etwa 0,04 – rund 40-mal höher als heute. Das klingt gering, reiche aber aus, um starke Gezeitenkräfte auszulösen, ähnlich wie sie den Jupitermond Europa verformen und seine Eiskruste aufbrechen lassen, erläutern die Forschenden.

Diese periodische Dehnung und Stauchung hätte Ariel ständig minimal von einer Kugel- in eine leicht ellipsoide Form gebracht – und dabei genügend Energie freigesetzt, um den Untergrund zu erwärmen und Wasser unter der Oberfläche flüssig zu halten.

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„Um die auf Ariel beobachteten Brüche zu erzeugen, braucht man entweder eine sehr dünne Eiskruste über einem großen Ozean – oder eine kleinere Wasserschicht, die aber durch stärkere Gezeitenverformungen aufgeheizt wird“, erklärt Patthoff. „In beiden Fällen setzt die Existenz dieser Strukturen voraus, dass Ariel einst – und vielleicht noch heute – über einen Ozean verfügt.“

Einst bis 170 Kilometer tief

Die Studie beschreibt diesen einstigen Ozean als gewaltiges Reservoir aus salzhaltigem Wasser, das von einer dicken Eisschicht bedeckt war. In seiner aktivsten Phase könnte er bis zu 170 Kilometer tief gewesen sein. Auch wenn der Mond heute deutlich kälter und inaktiver erscheint, halten die Forscherinnen und Forscher es für möglich, dass Reste dieses Ozeans im Untergrund noch immer existieren, isoliert durch die überlagernden Eisschichten und gespeist durch Restwärme aus dem Inneren.

Die Arbeit zu Ariel ist Teil einer größeren Forschungsreihe über die Monde des Uranus. Bereits im Vorjahr hatte dasselbe Team Hinweise auf einen ehemaligen oder noch bestehenden Ozean unter der Oberfläche des Mondes Miranda veröffentlicht. Beide Monde könnten demnach als „Zwillings-Ozeanwelten“ gelten – ein Begriff, der bislang vor allem auf Jupiters Europa und Saturns Enceladus angewendet wurde.

„Wir finden immer mehr Anzeichen dafür, dass das Uranus-System selbst aktive oder ehemals aktive Ozeanwelten enthält“, betont Mitautor Tom Nordheim vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. „Leider haben wir bisher nur die Südhalbkugeln von Ariel und Miranda beobachtet. Unsere Modelle liefern aber Vorhersagen, wo zukünftige Missionen auf den noch unerkundeten Nordhälften weitere Bruchsysteme und geologische Spuren dieser Aktivität finden könnten.“

Wann genau Ariels Ozean existierte und wie lange er flüssig blieb, lässt sich derzeit noch nicht eindeutig bestimmen. Doch die neuen Daten bilden eine Grundlage für weitere Untersuchungen zur Entwicklung von Ozeanen im äußeren Sonnensystem.

Langfristig könnten künftige Missionen zum Uranus, etwa jene, die von der NASA und ESA derzeit diskutiert werden, diese Hypothesen überprüfen. Mit modernen Instrumenten ließen sich mögliche Anzeichen verbliebener Wärme, Salzverbindungen oder Oberflächenveränderungen identifizieren, die auf einen heute noch vorhandenen, wenn auch teilweise gefrorenen, Untergrundozean hindeuten würden.

Bis dahin zeigen die Ergebnisse der Studie von Strom, Patthoff und Nordheim, dass selbst die eisige, ferne Welt um Uranus nicht einfach ein toter Himmelskörper ist, sondern möglicherweise ein verborgener Wassermond. Dessen Geschichte und innere Dynamik könnten unser Verständnis über die Entstehung und Stabilität extraterrestrischer Ozeane grundlegend erweitern.

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Recherchequelle: Icarus, Planetary Science Institute

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Andreas Müller

Fachjournalist Anomalistik | Autor | Publizist