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Asteroiden: Warum manche Vulkane flüssiges Eisen speien

Seit Kurzem sind Fachleuten den womöglich bizarrsten Vulkanen im Sonnensystem auf der Spur. Nun gibt es eine Erklärung, wie das Phänomen zu Stande kommt.
Himmelskörper mit glühenden Flecken an der Oberfläche.Laden...

Eine der seltsamsten Arten von Vulkanen könnte ausgerechnet dort ausbrechen, wo man derartige Phänomene überhaupt nicht vermuten würde. Drei Forscher unter der Leitung von Brandon C. Johnson von der Purdue University in West Lafayette stellen in einer aktuellen Veröffentlichung die Hypothese auf, dass auf manchen mittelgroßen Asteroiden Vulkane flüssiges Eisen speien. Wie das Team in »Nature Astronomy« schreibt, erklärt dieser Mechanismus möglicherweise auch die mutmaßlich widersprüchlichen Eigenschaften des Asteroiden (16)Psyche: Radarbeobachtungen zeigen zwar Anhaltspunkte für eine metallische Oberfläche, die Dichte des etwa 250 Kilometer messenden Himmelskörpers ist aber wohl zu gering, als dass er komplett aus Eisen bestehen könnte.

Die Eisenvulkane allerdings entstehen auf völlig andere Weise als klassische Vulkane auf großen Himmelskörpern. Nach der Analyse der drei Forscher kommen sie zu Stande, weil die zuvor komplett aufgeschmolzenen Objekte langsam von außen nach innen erstarren. Dabei gefriert der flüssige Eisenkern nicht gleichmäßig – vielmehr wachsen lange Äste aus festem Material, Dendriten genannt, in die Flüssigkeit hinein. Diese Äste bestehen aus nahezu reinem Metall, während Elemente, die nicht in die Kristallstruktur passen – vor allem Schwefel –, sich in der Flüssigkeit immer stärker anreichern. Dadurch sinken gleichzeitig ihr Schmelzpunkt und ihre Dichte, so dass der Eisenkern schließlich aus festem Metall und vereinzelten Taschen voller schwefelreicher Flüssigkeit besteht.

Wie Johnson und seine Kollegen schreiben, ist der Druck in diesen Taschen hoch genug, um das geschmolzene Material schließlich entlang von Gängen Richtung Oberfläche streben zu lassen. Erstarrt es im Gesteinsmantel des Körpers, könnte dieser Prozess die Existenz der Pallasiten erklären, einer rätselhaften Gruppe von Meteoriten, die aus Eisen mit eingebetteten Mantelmineralen bestehen. Erreichen solche Ausbrüche die Oberfläche, könnten sie ihrem Mutterkörper das Aussehen eines Eisenmeteoriten verleihen – allerdings sei das nur wahrscheinlich, wenn der Mantel um den Kern nicht dicker als ungefähr 50 Kilometer ist, so das Team.

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