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Zwergplaneten: Eine Wärmeschutzschicht für Plutos Ozean

Eine Schicht aus Klathraten könnte Plutos Inneres so gut isolieren, dass es dort nach wie vor flüssiges Wasser gibt.
Plutos vielfältige Verfärbungen und StrukturenLaden...

Bei ihrem Vorbeiflug am Zwergplaneten Pluto im Juli 2015 stieß die Raumsonde New Horizons auf Hinweise darauf, dass sich im Inneren des Himmelskörpers, unter der Eiskruste, ein Ozean aus flüssigem Wasser befinden könnte. Dabei stellt sich natürlich die Frage, wie dieser bei den eisigen Temperaturen im äußeren Sonnensystem, bei dem sogar ein Gas wie Stickstoff als Festkörper vorliegt, auf Dauer Bestand haben kann.

Das Innere des Zwergplaneten Pluto (Übersichtsgrafik)Laden...
Plutos Inneres | Nach den Vorstellungen der Forscher um Shunichi Kamata ist das Innere des Zwergplaneten Pluto wie folgt aufgebaut: Die Kruste des Himmelskörpers besteht überwiegend aus Wassereis (beige), darauf kann Stickstoffeis aufgelagert sein (weiß). Unmittelbar unterhalb der Eiskruste findet sich eine dünne Schicht aus Klathraten (orange), dann schließt sich ein Ozean aus flüssigem Wasser an (blau). Die Klathratschicht schützt den Ozean vor dem Gefrieren wie eine Thermodecke. Unter dem Ozean befindet sich der steinerne Kern von Pluto (grau).

Denn die innerhalb von Pluto vermutete Menge an radioaktiven Stoffen ist zu gering, um durch die Zerfallswärme das Innere des Zwergplaneten dauerhaft warm zu halten. Gezeitenreibung durch den großen Mond Charon scheidet aus, da sich beide Himmelskörper in Hantelrotation befinden. Dabei wenden sich Pluto und Charon jeweils die gleiche Seite zu und rotieren scheinbar wie eine starre Hantel mit unterschiedlichen Gewichten an ihren Enden um den gemeinsamen Schwerpunkt. Somit kommt es weder zu Verschiebungen der Gezeitenberge relativ zueinander noch zu einer Reibung im Inneren. Die anderen vier Plutomonde sind viel zu winzig und massearm, um einen wirksamen Gezeiteneffekt auszuüben.

Eine Antwort auf die Frage, wie der Plutoozean dennoch bestehen bleiben könnte, haben möglicherweise Forscher um Shunichi Kamata von der japanischen Universität Hokkaido in Sapporo gefunden: Sie vermuten, dass sich unmittelbar unterhalb der Eiskruste an der Grenze zum Ozean eine dünne Schicht aus so genannten Klathraten befindet. Diese Käfigmoleküle mit ihrem weitmaschigen Kristallgitter können andere, kleinere Moleküle wie einen Vogel in einem Käfig einschließen.

Solche Klathrate oder auch Gashydrate haben einen höheren Schmelzpunkt als Wasser­eis und können unter anderem Methan oder Ammoniak einschließen. Zudem haben Klathrate eine ausgesprochen niedrige Wärmeleitung: Sie ist fünf- bis zehnmal geringer als die von gewöhnlichem Wassereis. Eine Klathratschicht wirkt also wie eine zusätzliche Isolierung. Auf Pluto könnte eine solche Schicht das Innere von Pluto vor starker Auskühlung schützen. Dann würde die Menge an radioaktiven Stoffen im Plutoinneren ausreichen, um einen Ozean auch über Milliarden Jahre im flüssigen Zustand zu erhalten.

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