Perspektivische Ansicht des „Eisberg“ Ahuna Mons auf dem Zwergplaneten Ceres.
Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Berlin-Adlershof (Deutschland) – Seit seiner Entdeckung fasziniert der einsame Kegelstumpf-förmige und fast 4000 Meter hohe Berg Ahuna Mons“ auf dem Zwergplaneten Ceres die Wissenschaft. Auf der Grundlage von Schwerefeldmessungen der Mission „Dawn“ und Untersuchungen der geometrischen Form von Ceres glauben Forscher nun herausgefunden zu haben, wie die einzigartige Struktur entstanden sein dürfte.
Wie das Team um Ottaviano Ruesch von der Eruopäischen Raumfahrtagentur ESA und Wladimir Neumann vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof und der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster im Fachjournal „Nature Geoscience“ (DOI: ddd) berichtet, stieg eine Blase mit einem Gemisch aus Salzwasser und Schlamm und Gestein aus dem Inneren des Zwergplaneten auf: „Diese Blase drückte die eisreiche Kruste nach oben, und an einer strukturellen Schwachstelle wurde die schlammige Lauge aus Salzen und hydrierten Silikaten auf die Oberfläche gedrückt, erstarrte in der atmosphärelosen Kälte des Alls und wurde zu einem Berg aufgetürmt.“ Damit bestätigt auch die neue Studie die bereits frühere Vorstellung von Ahuna Mons gewaltiger Schlammvulkan.
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„Das Innere von Ceres ist in dieser Region nicht starr und fest, sondern beweglich und zumindest zum Teil flüssig“, erklärt Neumann und erläutert weiter: „Diese ‚Blase‘, die sich im Mantel von Ceres unter dem Ahuna Mons gebildet hat, ist eine Mischung aus salzhaltigem Wasser und Gesteinsbestandteilen“.
In Anlehnung an eine Magmakammer bei klassischen Vulkanen auf den erdähnlichen Planeten sprechen die Wissenschaftler hier nun von einer „Kryokammer“, vom griechischen Wort Kryos für Eis.
Modell des schalenförmige Aufbaus von Ceres. Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Hintergrund
Ceres ist ein Zwergplanet am äußeren Rand des Asteroidengürtels. Der größte Körper der von Kleinplaneten bevölkerten Zone zwischen den Planeten Mars und Jupiter besteht hauptsächlich aus silikatischen Gesteinen, aber auch zu einem beträchtlichen Anteil aus Eis und vermutlich auch Wasserschichten. Bislang gehen Wissenschaftler davon aus, dass bis zu einem Viertel der Masse von Ceres Eis oder Wasser ist, das wäre sogar mehr als die Süßwasser- und Eisvorräte der Erde. (Quelle: DLR)
Laut den neusten Analysen ist das Innere von Ceres nicht homogen, sondern, wie es in der Terminologie der Geologen heißt, zum Teil ‚differenziert‘, was bedeutet, dass sich nach der Entstehung des Himmelskörpers die Bestandteile – zumindest teilweise – entmischt und getrennt haben: Komponenten mit einem höheren Anteil an schweren Elementen wie Magnesium oder Eisen sanken ins Zentrum des Körpers, leichtere Bestandteile wie Gesteine mit einem hohem Anteil an Aluminiumsilikaten oder Wasser stiegen auf. Durch Wärme, die auch heute noch, viereinhalb Milliarden Jahre nach der Entstehung von Ceres, durch den Zerfall radioaktiver Elemente entsteht, bilden sich Blasen und Dome. Das Vorhandensein von Flüssigkeiten hat die innere Entwicklung auf andere Art und Weise geprägt als bei den klassischen Gesteinsplaneten. Aufgrund ihres im Vergleich zur Umgebung geringeren spezifischen Gewicht steigen diese Blasen auf und drücken von unten gegen die Kruste. Die kilometerhohen Dome deformieren die Kruste, und wenn sie durchbrochen wird, dringt flüssiges Material an die Oberfläche.
Als die Dawn-Mission an Ceres ankam fielen außergewöhnliche, fast schneeweiße Flächen auf dem Planeten auf, die aufgrund ihrer starken Reflektivität auch als „Ceres-Lichter“ bekannt wurden, und von denen man heute weiß, dass es sich um hydriertes Natriumkarbonat oder ammoniumhaltige Tone handelt, helle Salze, die durch „Kryovulkanismus“, also der Eruption von wässrigen Lösungen, die bei Oberflächentemperaturen von etwa minus 100 Grad Celsius sofort gefrieren (…GreWi berichtete, siehe Links u.).
Auch Ahuna Mons ist in geologisch jüngerer Vergangenheit auf diese Art entstanden: Mit einer Grundfläche von 20 Kilometern Durchmesser und Höhen von 4000 bis 5000 Metern über der Umgebung hat er Ausmaße wie in etwa der Mont Blanc, der höchste Berg der Alpen.
Ahuna Mons im topografischen Geländeansicht. Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
„Um die Entstehung des Ahuna Mons erklären zu können, mussten wir ein neues und auf Ceres zugeschnittenes geophysikalisches Modell anwenden, um an die hinter den Daten der Raumsonde ‚versteckten‘ Informationen zu gelangen“, erläutert Antonio Genova von der Universität La Sapienza.
Kryovulkanismus, so erläutert die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen weiter, sei im äußeren Sonnensystem weit verbreitet. Tatsächlich wurden Hinweise und Spuren dieses Eisvulkanismus‘auf Monden des Jupiter und Saturn entdeckt, auch auf Pluto scheinen manche Strukturen auf diese Art entstanden zu sein (…GreWi berichtete).
Draufsicht auf Ahuna Mons. Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Ceres ist der erste Körper im Asteroidengürtel, auf dem diese Form diese Ausbrüche beobachtet wurde. Anders als auf den Jupitermonden Europa und Ganymed oder dem Saturnmond Enceladus, auf denen Wasser auf die Oberfläche gedrückt wird, ist das ‚Magma‘ in der aufsteigenden Blase auf Ceres aus einem Gemisch aus salzhaltigem Wasser und Schlamm oder Gesteinspartikeln zusammengesetzt. Beobachtungen zur mineralogischen Zusammensetzung von Ahuna Mons mit einem Spektrometer an Bord von Dawn scheinen diesen Befund zu bestätigen: „Das Ergebnis der Untersuchung zeigt, dass große Asteroiden oder Zwergplaneten, die aus silikatischem Gestein und Eis aufgebaut sind, in ihrem Inneren Blasen aus Salzwasser und Gesteinsbestandteilen bilden können, die zur Oberfläche aufsteigen und dort austreten können. Dieser Prozess könnte über lange Zeiträume, möglicherweise Milliarden von Jahren in diesen Körpern stattfinden und Kryovulkane auf der Oberfläche entstehen lassen.“
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