Der Zwergplanet Pluto ist trotz seiner Entfernung von der Sonne und seiner eisigen Kälte ein überraschend dynamisches Universum, wie Bilder der NASA-Raumsonde New Horizons zeigen. Es hat fließende Gletscher, durch Umkehrströmungen geformte Eisfelsen und sogar Winde, die durch die Verdunstung von gefrorenem Stickstoff aus der großen Eisdecke von Sputnik Planitia angetrieben werden. Oberflächendehnungsstreifen und Planetenmuster deuten auch darauf hin, dass das Innere von Pluto noch warm genug für einen subglazialen Ozean oder zumindest aufgeweichte Eisschichten sein könnte. Die oberen Hohlräume von Piccard Mons (links) und Wright Mons sind von oben zu sehen. © NASA / JHUAPL / SwRI
Rätsel um die Eisriesen der Berge
Aber eine Frage blieb unbeantwortet: Gibt es Eisvulkane auf Pluto? Diese Frage stellen sich zwei Berge mit großen Kratern an ihren Gipfeln, südwestlich der Eisebene Sputnik Planitia. Mit dem fast fünf Kilometer hohen und an der Basis rund 150 Kilometer breiten Wright Mons hat diese Gipfelhöhle sogar einen Durchmesser von 56 Kilometern. Bereits 2015 ließ die Form dieser Berge den Verdacht aufkommen, dass es sich um Eisvulkane handeln könnte – Öffnungen, die halb gefrorenes Eis ausheben. Kelsi Singer vom Southwest Research Institute in Boulder und ihre Kollegen suchten erneut nach Hinweisen auf eine solche Pluto-Kryokonservierung in Daten und Bildern der Sonde New Horizons. Dazu analysierten sie vor allem Bilder, in denen die möglichen Eisvulkane vom schwachen Sonnenlicht seitlich angestrahlt wurden, sodass die Oberflächenstrukturen aufgrund der Schatten deutlich erkennbar waren.
Im Gegensatz zu den bekannten vulkanischen Formen
Das Ergebnis: Zumindest Vulkane und Eisvulkane im klassischen Sinne sehen nicht aus wie Pluto-Berge, sagt das Team. Die mit sieben Kilometern noch höheren Gipfel Wright Mons und Piccard Mons unterscheiden sich deutlich von den Caldera oder Vulkanlöchern auf Erde und Mars. Unter anderem sind die Öffnungen sehr groß und unregelmäßig geformt und passen laut Singer und ihren Mitarbeitern nicht zu den Kratern, die dann einstürzten. „Darüber hinaus gibt es keine eindeutigen Hinweise auf einen gerichteten Fluss oder die Lage von Auslasszentren“, sagten die Forscher. Spuren von austretendem Material oder ausgestoßenem Sputum fehlen vollständig. Auch seltsam: Das gesamte Territorium dieses Gebietes, einschließlich der Berghänge und des Inneren der Kraterhöhlen, ist mit massiven Höhen bedeckt, einige hundert Meter hoch und bis zu 20 Kilometer breit – auch das ist wohl eher ungewöhnlich für Vulkane und Vulkane. Eis.
Der Untergrund ist noch relativ neu
„Die geologischen Eigenschaften des Wright-Mons-Gebiets unterscheiden sich daher von allen anderen Gebieten Plutos und auch von den Böden der meisten anderen Himmelskörper im Sonnensystem“, sagen Singer und ihr Team. Das fast vollständige Fehlen von Einschlagskratern in diesem Bereich deutet auch darauf hin, dass die Landschaft hier relativ neu ist – sie muss lange nach der Entstehung des Zwergplaneten umgestaltet worden sein. Diese späte Entstehung wird durch Spektraldaten gestützt. So besteht das Grundmaterial dieser Berge aus hart gefrorenem Wassereis, das von einer dünnen Hülle aus organischen Ablagerungen und flüchtigeren Eisarten wie Stickstoffeis und gefrorenem Methan bedeckt ist. Die Unterschiede in Dicke und Zusammensetzung dieser Schichten legen den Forschern zufolge nahe, dass sich verschiedene Bereiche dieses Bodens nicht gemeinsam gebildet haben, sondern unterschiedlich alt sind.
Neue Form des Gruftvulkans
Aber wie passt das alles zusammen? Nach Angaben des Forschungsteams haben sich Wright und Piccard Mons und das Land zwischen ihnen möglicherweise aus einer neuen Form von Kryovulkanen gebildet. Dabei quoll das harte, aber noch fließende Eiswasser aus vielen Rissen im Untergrund nach oben und bildete dort kuppelartige Erhebungen. Im Laufe der Zeit verschmolzen diese einzelnen Kuppeln mit der heutigen Hügellandschaft. „Dieses Szenario bietet einen konsistenten Erklärungsmechanismus für alle großen Gipfel und Täler – sowohl kuppelförmig als auch ringförmig und komplexer“, schreiben Singer und ihre Kollegen. Die beiden hohen Berge entstanden, weil viele Eismündungen dicht beieinander lagen und ständig neue Wassereismassen auf und ab trieben. Das Ergebnis waren riesige Hügel wie der Wright Mons und der noch größere Piccard Mons. „Allein das Volumen von Wright Mons beträgt 24.000 Kubikkilometer – das entspricht etwa dem Volumen von Mauna Loa auf Hawaii“, erklären die Forscher.
Wärmeanzeige im Innenbereich?
Sollte sich dieses Szenario bestätigen, dann könnte es auf dem Zwergplaneten Pluto eine bisher einzigartige Form eines Eisvulkans geben. Gleichzeitig bedeutet es aber auch, dass Pluto tatsächlich wärmer ist, als wir dachten. Denn diese Wärme ist die Voraussetzung dafür, dass das Eiswasser so beweglich wird, dass es zumindest langsam an der Oberfläche quellen kann. „Der Ausbruch von eisigem Material auf der Oberfläche eines Himmelskörpers mit extrem niedriger Temperatur, niedrigem atmosphärischem Druck und geringer Schwerkraft, kombiniert mit der Fülle an fliegendem Eis auf der Oberfläche von Pluto, machen ihn einzigartig unter allen bisher im Sonnensystem erforschten Orten “, Wissenschaftler. (Nature Communications, 2022; doi: 10.1038 / s41467-022-29056-3) Was: Kommunikation über die Natur 30. März 2022 – Nadja Podbregar
title: “Neuartige Eisvulkane Auf Pluto Zwergplanet K Nnte Eine Im Sonnensystem Einzigartige Form Des Cryovulkanismus Aufweisen " ShowToc: true date: “2022-10-26” author: “Dean Luong”
Der Zwergplanet Pluto ist trotz seiner Entfernung von der Sonne und seiner eisigen Kälte ein überraschend dynamisches Universum, wie Bilder der NASA-Raumsonde New Horizons zeigen. Es hat fließende Gletscher, durch Umkehrströmungen geformte Eisfelsen und sogar Winde, die durch die Verdunstung von gefrorenem Stickstoff aus der großen Eisdecke von Sputnik Planitia angetrieben werden. Oberflächendehnungsstreifen und Planetenmuster deuten auch darauf hin, dass das Innere von Pluto noch warm genug für einen subglazialen Ozean oder zumindest aufgeweichte Eisschichten sein könnte. Die oberen Hohlräume von Piccard Mons (links) und Wright Mons sind von oben zu sehen. © NASA / JHUAPL / SwRI
Rätsel um die Eisriesen der Berge
Aber eine Frage blieb unbeantwortet: Gibt es Eisvulkane auf Pluto? Diese Frage stellen sich zwei Berge mit großen Kratern an ihren Gipfeln, südwestlich der Eisebene Sputnik Planitia. Mit dem fast fünf Kilometer hohen und an der Basis rund 150 Kilometer breiten Wright Mons hat diese Gipfelhöhle sogar einen Durchmesser von 56 Kilometern. Bereits 2015 ließ die Form dieser Berge den Verdacht aufkommen, dass es sich um Eisvulkane handeln könnte – Öffnungen, die halb gefrorenes Eis ausheben. Kelsi Singer vom Southwest Research Institute in Boulder und ihre Kollegen suchten erneut nach Hinweisen auf eine solche Pluto-Kryokonservierung in Daten und Bildern der Sonde New Horizons. Dazu analysierten sie vor allem Bilder, in denen die möglichen Eisvulkane vom schwachen Sonnenlicht seitlich angestrahlt wurden, sodass die Oberflächenstrukturen aufgrund der Schatten deutlich erkennbar waren.
Im Gegensatz zu den bekannten vulkanischen Formen
Das Ergebnis: Zumindest Vulkane und Eisvulkane im klassischen Sinne sehen nicht aus wie Pluto-Berge, sagt das Team. Die mit sieben Kilometern noch höheren Gipfel Wright Mons und Piccard Mons unterscheiden sich deutlich von den Caldera oder Vulkanlöchern auf Erde und Mars. Unter anderem sind die Öffnungen sehr groß und unregelmäßig geformt und passen laut Singer und ihren Mitarbeitern nicht zu den Kratern, die dann einstürzten. „Darüber hinaus gibt es keine eindeutigen Hinweise auf einen gerichteten Fluss oder die Lage von Auslasszentren“, sagten die Forscher. Spuren von austretendem Material oder ausgestoßenem Sputum fehlen vollständig. Auch seltsam: Das gesamte Territorium dieses Gebietes, einschließlich der Berghänge und des Inneren der Kraterhöhlen, ist mit massiven Höhen bedeckt, einige hundert Meter hoch und bis zu 20 Kilometer breit – auch das ist wohl eher ungewöhnlich für Vulkane und Vulkane. Eis.
Der Untergrund ist noch relativ neu
„Die geologischen Eigenschaften des Wright-Mons-Gebiets unterscheiden sich daher von allen anderen Gebieten Plutos und auch von den Böden der meisten anderen Himmelskörper im Sonnensystem“, sagen Singer und ihr Team. Das fast vollständige Fehlen von Einschlagskratern in diesem Bereich deutet auch darauf hin, dass die Landschaft hier relativ neu ist – sie muss lange nach der Entstehung des Zwergplaneten umgestaltet worden sein. Diese späte Entstehung wird durch Spektraldaten gestützt. So besteht das Grundmaterial dieser Berge aus hart gefrorenem Wassereis, das von einer dünnen Hülle aus organischen Ablagerungen und flüchtigeren Eisarten wie Stickstoffeis und gefrorenem Methan bedeckt ist. Die Unterschiede in Dicke und Zusammensetzung dieser Schichten legen den Forschern zufolge nahe, dass sich verschiedene Bereiche dieses Bodens nicht gemeinsam gebildet haben, sondern unterschiedlich alt sind.
Neue Form des Gruftvulkans
Aber wie passt das alles zusammen? Nach Angaben des Forschungsteams haben sich Wright und Piccard Mons und das Land zwischen ihnen möglicherweise aus einer neuen Form von Kryovulkanen gebildet. Dabei quoll das harte, aber noch fließende Eiswasser aus vielen Rissen im Untergrund nach oben und bildete dort kuppelartige Erhebungen. Im Laufe der Zeit verschmolzen diese einzelnen Kuppeln mit der heutigen Hügellandschaft. „Dieses Szenario bietet einen konsistenten Erklärungsmechanismus für alle großen Gipfel und Täler – sowohl kuppelförmig als auch ringförmig und komplexer“, schreiben Singer und ihre Kollegen. Die beiden hohen Berge entstanden, weil viele Eismündungen dicht beieinander lagen und ständig neue Wassereismassen auf und ab trieben. Das Ergebnis waren riesige Hügel wie der Wright Mons und der noch größere Piccard Mons. „Allein das Volumen von Wright Mons beträgt 24.000 Kubikkilometer – das entspricht etwa dem Volumen von Mauna Loa auf Hawaii“, erklären die Forscher.
Wärmeanzeige im Innenbereich?
Sollte sich dieses Szenario bestätigen, dann könnte es auf dem Zwergplaneten Pluto eine bisher einzigartige Form eines Eisvulkans geben. Gleichzeitig bedeutet es aber auch, dass Pluto tatsächlich wärmer ist, als wir dachten. Denn diese Wärme ist die Voraussetzung dafür, dass das Eiswasser so beweglich wird, dass es zumindest langsam an der Oberfläche quellen kann. „Der Ausbruch von eisigem Material auf der Oberfläche eines Himmelskörpers mit extrem niedriger Temperatur, niedrigem atmosphärischem Druck und geringer Schwerkraft, kombiniert mit der Fülle an fliegendem Eis auf der Oberfläche von Pluto, machen ihn einzigartig unter allen bisher im Sonnensystem erforschten Orten “, Wissenschaftler. (Nature Communications, 2022; doi: 10.1038 / s41467-022-29056-3) Was: Kommunikation über die Natur 30. März 2022 – Nadja Podbregar
