Dawn-Sonde findet urzeitlichen Ozean auf dem Zwergplaneten Ceres
Die von Dawn ermittelten Daten zur Gravitationsmessung von Ceres, übertragen auf eine Aufnahme des Zwergplaneten.
Copyright: Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Pasadena (USA) – Neue Daten der NASA-Sonde „Dawn“ belegen: Die Kruste des Zwergplaneten aus einem Gemisch aus Eis, Salzen und gelösten Mineralien, wie sie geologischer Aktivität ausgesetzt waren. Offenbar handelt es sich bei der Planetenkruste damit um die Reste eines urzeitlichen Ozeans. Jetzt rätseln die NASA-Wissenschaftler darüber, ob es unterhalb der Kruste noch heute flüssige Reste dieses einstigen Ozeans gibt.
Da die vorerst von einer direkten Landung auf Ceres absieht, um eine Kontamination mit irdischen Organismen zu vermeiden, nutzen NASA-Wissenschaftler die Schwerkraftmessungen mittels der Dawn-Sonde, deren Mission erst kürzlich verlängert wurde (…GreWi berichtete), um anhand dieser auf die innere Struktur und den Aufbau des Zwergplaneten zu schließen.
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Wie das Team um Anton Ermakov vom Jet Probulsion Laboratory (JPL) der NASA aktuell im „Journal of Geophysical Research“ (DOI: 10.1002/2017je005302) berichtet, deuten auch diese Daten auf ein geologisch aktives Inneres von Ceres hin – wenn nicht heute noch, dann doch ganz sicher noch in der geologisch jüngeren Vergangenheit. „Die drei bekanntesten Krater, Occator (die Heimat der sog. Ceres-Lichter), Kerwan und Yalode, sowie der pyramidale Berg Ahuna Mons (…GreWi berichtete) weisen allesamt Gravitations-Anomalien auf, also deutliche Abweichungen von den zu erwartenden Modellwerten zur Schwerkraft des Zwergplaneten. Diese Anomalien führen die Forscher auf Strukturen im Untergrund zurück, die vermutlich von unterschiedlichen Arten von Kryovulkanismus (Eisvulkane) verursacht wurden.“
Animation der Ceres-Oberfläche (links) im Vergleich zu den von Dawn gemessenen Gravitationsanomalien.
Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Die Dichte der Planetenkruste ist zudem relativ gering und gleiche eher der von Eis als von Gestein. Laut einer Studie des Dawn-Wissenschaftlers Michael Bland von der U.S. Geological Survey sei dieses Eis aber zu weich, als dass es sich um den Hauptbestandteil der starken Kruste handeln könnte. „Wie kann es also sein, dass die Kruste so leicht wie Eis, zugleich aber so stark ist?“
Der Antwort auf diese Frage hat sich dann ein anderes NASA-Team gewidmet und anhand von Modellberechnungen untersucht, wie sich die Ceres-Oberfläche mit der zeit entwickelt hat. Wie das Team um Roger Fu von der Harvard University in Cambridge im Fachjournal „Earth and Planetary Science Letters“ berichtet, könnte eine starke, von Gestein dominierte Kruste über 4,5 Milliarden Jahre lang unverändert bestehen, während eine eis- und salzreiche Kruste sich mit der Zeit verformt.
Übertragen auf die bislang zu Ceres bekannten Daten, schließen die Forscher um Fu, dass die Cereskruste aus einem Gemisch aus Eis, Salzen, Fels und einer zusätzlichen Komponente besteht, bei der es sich wahrscheinlich um Gashydrate handelt, also um in einem festen Aggregatzustand vorliegende Einschlussverbindungen, die aus Gas – etwa den Edelgasen (Argon, Krypton, Xenon), Chlor, Brom, aromatischen Kohlenwasserstoffen oder Alkanen und Wasser bestehen. „Diese Struktur ist 100 bis 1000 mal stärker als einfaches Wassereis, obwohl sie eine ganz ähnliche Dichte besitzt“, so die Forscher.
Computergeneriertes Bild von Ahuna Mons auf der Grundlage der Dawn-Daten, zweifach überhöht.
Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Vor diesem Hintergrund glauben die Wissenschaftler, dass Ceres einst noch sehr viel mehr ungewöhnliche Oberflächenmerkmale, wie den Pyramidenberg Ahuna Mons, besaß, dass diese aber mit der Zeit errodierten. Damit dies jedoch passieren kann, muss die starke Kruste auf einer deformierbaren Schicht lagern, wie sie laut Fu und Kollegen heute noch Flüssigkeit enthalten könnte.
Die Forscher vermuten, dass Ceres einst von einen globalen Wasserozean bedeckt, der seit vier Milliarden Jahren zu Eis gefroren und im Innern der Eis-Salz-Gashydratkruste gebunden ist. Dieses Bild stimmt denn auch mit der thermalen Planetenentwicklung von Ceres überein, das zugleich aber ebenfalls die Vorstellung eines unter der Kruste verborgen liegenden Ozeans als Reste des einstigen Oberflächenozeans stützt.
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