Ceres ist mit einem Durchmesser von fast 1.000 km der größte Körper im Asteroidengürtel. Zwischen 2015 und 2018 besuchte das ionengetriebene Raumschiff Dawn der NASA den Zwergplaneten und suchte nach Hinweisen, um zu verstehen, wie sich unser Sonnensystem gebildet hat. Ceres ist der erste Zwergplanet, der jemals von einem Raumschiff besucht wurde.
Nachdem Wissenschaftler mit den Daten von Dawn gearbeitet haben, beginnen wir zu sehen, wie ungewöhnlich Ceres ist. Eine der schockierendsten Entdeckungen von Dawn ist der Vulkan Ahuna Mons, ein Merkmal, das auf dieser winzigen Welt fehl am Platz zu sein scheint. Jetzt haben Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) herausgefunden, wie sich dieses seltsame Merkmal auf diesem faszinierenden kleinen Planeten gebildet hat.
"In dieser Region ist das Innere von Ceres nicht fest und starr, sondern beweglich und zumindest teilweise flüssig."
Wladimir Neumann, DLR-Institut für Planetenforschung.
Ahuna Mons erhebt sich 4 km von der Oberfläche von Ceres entfernt. Die Seiten sind glatt und ohne Merkmale, ein Signal dafür, dass sich der Vulkan vor kurzem gebildet hat und nicht lange genug dort war, um das kraterartige Erscheinungsbild auf der restlichen Oberfläche von Ceres anzunehmen. Nach der Messung der Schwerkraft von Ceres und der Untersuchung der inneren Struktur des Zwergplaneten sagen Wissenschaftler, dass der Vulkan entstanden ist, als eine Blase aus Schlamm, Salzwasser und Gestein aus dem Zentrum von Ceres aufstieg. Diese Blase platzte durch eine Schwachstelle in Ceres 'Kruste und bildete Ahuna Mons.
Im Grunde ist es also ein riesiger Schlammvulkan.
Ottaviano Ruesch von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), der der Hauptautor der Studie war, sagte: „Wir waren begeistert herauszufinden, welcher Prozess in Ceres 'Mantel direkt unter Ahuna Mons für die Bereitstellung von Material verantwortlich war zu der Oberfläche."
Die Studie mit diesen Ergebnissen wurde in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht. Daran waren Wissenschaftler des DLR, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und der Universität Münster beteiligt. Es trägt den Titel "Gülleextrusion auf Ceres aus einem konvektiven schlammtragenden Mantel".
Sobald die Gülle aus Salzlake, Schlamm und Stein aus dem Inneren von Ceres entkam, traf sie die Kälte des Weltraums. Ceres hat keine Atmosphäre, daher verfestigte sich das Material zu der Form, die wir jetzt sehen.
Einer der Mitwirkenden an dieser Studie ist Wladimir Neumann vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof und der Universität Münster. In einer Pressemitteilung sagte er: „In dieser Region ist das Innere von Ceres nicht fest und starr, sondern beweglich und zumindest teilweise flüssig. Diese „Blase“, die sich im Mantel von Ceres unter Ahuna Mons gebildet hat, ist eine Mischung aus Salzwasser und Gesteinsbestandteilen. “
Wissenschaftler, die Ceres untersuchen, gehen davon aus, dass der Zwergplanet in seiner Zusammensetzung anderen Körpern in derselben Region ähnlich ist. Nach dieser Annahme besteht Ceres hauptsächlich aus Kieselgesteinen. (Kieselgesteine bestehen größtenteils aus Kieselsäure oder Siliziumdioxid: SiO2.) Es wird aber auch eine beträchtliche Menge Wassereis und wahrscheinlich Schichten von flüssigem Wasser geben. Sie gehen auch davon aus, dass Ceres einen höheren Anteil an Süßwasser und Eis enthält als die Erde. Sie denken, dass bis zu einem Viertel der Masse des Zwergplaneten Eis oder Wasser ist.
Das Innere von Ceres ist differenziert, was bedeutet, dass sich die Materialien, aus denen das Innere des Planeten besteht, im Laufe der Zeit in verschiedene Schichten aufgeteilt haben. Schwere Elemente wie Eisen sanken in die Mitte, während leichtere Substanzen wie Wasser oder aluminiumhaltige Steinsilikate aufstiegen. Obwohl Ceres 4,5 Milliarden Jahre alt ist, erzeugt der radioaktive Zerfall von Elementen im Planeten immer noch Wärme, ähnlich wie auf der Erde.
Diese Hitze erzeugt Blasen der Aufschlämmung aus Salzlake, Schlamm und Gestein, die von unten gegen die feste Kruste drücken. Dies bildet Kuppeln, die bis zu einem Kilometer hoch sind, und wenn der Druck die Kruste durchbricht, fließt die Aufschlämmung über die Oberfläche und verfestigt sich.
Natürlich gibt es keine Möglichkeit, diese Blasen im Inneren von Ceres zu sehen. Gravitationslesungen verrieten ihre Anwesenheit.
Das Gravitationsfeld von Ceres in Ahuna Mons ist eine Anomalie, und Wissenschaftler haben diese Anomalie gemessen, indem sie die Geschwindigkeit und Höhe der Morgendämmerung überwacht haben. Als Dawn über den Vulkan flog, beschleunigte die Schwerkraft das Raumschiff und senkte seine Umlaufbahn ein wenig. Der Doppler-Effekt dieser Geschwindigkeits- und Höhenänderungen auf die Funkkommunikation des Raumfahrzeugs verriet es. "Wir haben uns diese Anomalie genauer angesehen und weitere Modellierungen haben ergeben, dass es sich um eine Ausbuchtung im Mantel von Ceres handeln muss", sagte Ottaviano Ruesch, Hauptautor der Studie. "Die Schlussfolgerung war offensichtlich: Die Mischung aus flüssigen Substanzen und Gesteinen war an die Oberfläche gekommen und hatte sich zu Ahuna Mons angehäuft."
Diese Art von Kryo-Vulkanismus ist im äußeren Sonnensystem weit verbreitet. Einige der Monde von Jupiter und Saturn zeigen Beweise dafür, ebenso wie Pluto. Aber diese Welten sind größer. Diese Studie zeigt, dass Zwergplaneten und vielleicht sogar große Asteroiden in ihrem Inneren Salz- und Gesteinsblasen bilden können, die dann an die Oberfläche steigen und entkommen können. Planetenforscher glauben, dass dieser Prozess Milliarden von Jahren dauern kann, solange der radioaktive Zerfall das Innere noch heizt.
Quellen:
- Pressemitteilung: Eine neue und ungewöhnliche Art vulkanischer Aktivität
- Forschungsbericht: Gülleextrusion auf Ceres aus einem konvektiven schlammtragenden Mantel
- NASA: Dawn Mission Übersicht
- Wikipedia-Eintrag: Ceres
