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Zwergplanet aktiv: Eisvulkane auf Ceres

Auf dem Zwergplaneten Ceres gibt es Vulkanismus – aber nicht von der Sorte, wie wir ihn auf der Erde kennen, sondern von erheblich kühlerer Art: Aus dem Inneren des Himmelskörpers dringen Wasser und Eis an die Oberfläche. Wissenschaftler fanden Belege dafür, dass sich erst in den letzten Jahrmillionen einige neue Vulkankuppeln bildeten.
Zwergplanet Ceres in natürlichen Farben, aufgenommen von der Raumsonde Dawn

Der kleinste bekannte Zwergplanet unseres Sonnensystems, Ceres, ist geologisch aktiv. Auf ihm befinden sich mehrere Kryovulkane, also Vulkane, die Eis und Wasser statt geschmolzenes Gestein befördern. Forscher der University of Arizona und des California Institute of Technology um den Geophysiker Michael Sori konnten dies durch Analyse von Bilddaten der NASA-Sonde Dawn belegen. Demnach schätzen sie die Rate des Eisflusses nach außen auf ungefähr 10 000 Kubikmeter pro Jahr – das ist jedoch nur ein Hunderttausendstel der Vulkanaktivität der Erde.

Die Gruppe konnte anhand der Topografie der Eisstrukturen auch das Alter des jüngsten Vulkans Ahuna Mons abschätzen: Maximal 250 Millionen Jahre soll er alt sein, wahrscheinlicher sind jedoch 50 Millionen Jahre. Damit wäre er erst entstanden, nachdem auf der Erde die Dinosaurier ausgestorben sind, also geologisch gesehen sehr jung.

Ahuna Mons
Ahuna Mons | Der Vulkan Ahuna Mons entstand durch wiederholte Eruptionen von matschigem Salzwasser und Eis, die anschließend zu einer Kuppel gefroren. Das Bild wurde von der Raumsonde Dawn aufgenommen, die Ceres seit März 2015 umkreist.

Das Alter der Strukturen können Einschlagkrater bezeugen: Je älter eine Struktur, desto zerklüfteter ist sie vom kosmischen Bombardement. Weil Ceres anders als die Erde oder Venus keine Atmosphäre besitzt, prallen Meteoroide ungebremst auf seine Oberfläche. Die durchschnittliche Rate an solchem Niederschlag ist bekannt; so lassen sich Rückschlüsse auf das maximale Alter der Vulkankuppeln ziehen. Auf Gestein wären die Einschlagkrater für Milliarden Jahre sichtbar, wie zum Beispiel auf dem Mond oder dem Merkur. Eis verhält sich aber über geologische Zeitskalen wie eine zähe Flüssigkeit – wie man es etwa von den Gletschern auf der Erde kennt –, also verschwinden die Einschlagkrater wieder. Auch zerfließt eine solche Vulkankuppel praktisch unter ihrem eigenen Gewicht, so dass sie mit der Zeit immer breiter wird und dafür an Höhe verliert.

Da die Temperatur auf Ceres, wie bei vielen Himmelskörpern, von Pol zu Äquator schwankt, ist der Effekt nur in Äquatornähe sichtbar, wo sich auch Ahuna Mons befindet. Auf den Polen sind die Eismassen so starr, dass sie sich praktisch wie Felsgestein verhalten. Die Simulationen der Forscher lassen so Rückschlüsse zu, wann sich Ahuna Mons gebildet haben muss.

Ceres ist der kleinste bekannte Zwergplanet, mit einem Durchmesser von nur knapp 1000 Kilometern, doch gleichzeitig das größte Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Durch die Informationen, die Sonden wie Dawn über solche Objekte liefern, erhoffen sich Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die frühe Entwicklung des Sonnensystems und die Entstehung von Planeten.

38/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 38/2018

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