Ceres ist ein seltsamer Ort mit einem 4000 Meter hohen Vulkangipfel aus sprudelndem Salzwasser, Schlamm und Gestein

Ceres ist mit einem Durchmesser von fast 1.000 km (620 Meilen) der größte Körper im Asteroidengürtel. Zwischen 2015 und 2018 wurden die ionenbetriebenen Raumsonde Dawn besuchten den Zwergplaneten auf der Suche nach Hinweisen, die uns helfen, die Entstehung unseres Sonnensystems zu verstehen. Ceres ist der erste Zwergplanet, der jemals von einer Raumsonde besucht wurde.

Jetzt, da Wissenschaftler mit den Daten von Dawn gearbeitet haben, beginnen wir zu sehen, wie ungewöhnlich Ceres ist. Einer der schockierendsten Funde von Dawn ist der Vulkan Ahuna Mons , eine Funktion, die auf dieser winzigen Welt fehl am Platz zu sein scheint. Jetzt Wissenschaftler aus der Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt (DLR) haben 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 bewegt und zumindest teilweise flüssig.“

Wladimir Neumann, DLR-Institut für Planetenforschung.

Ahuna Mons auf dem Zwergplaneten Ceres ist ein bemerkenswertes und einzigartiges Merkmal in unserem Sonnensystem. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Ahuna Mons erhebt sich 4 km (2,5 Meilen) von der Oberfläche von Ceres. Seine Seiten sind glatt und strukturlos, ein Signal dafür, dass sich der Vulkan vor kurzem gebildet hat und noch nicht lange genug dort war, um das kraterartige Aussehen auf dem Rest der Oberfläche von Ceres anzunehmen. Nach der Messung der Schwerkraft von Ceres und der Untersuchung der inneren Struktur des Zwergplaneten sagen Wissenschaftler, dass der Vulkan entstand, als eine Blase aus Schlamm, Salzwasser und Gestein aus dem Zentrum von Ceres aufstieg. Diese Blase platzte durch eine Schwachstelle in der Kruste von Ceres und bildete Ahuna Mons.

Im Grunde ist es ein riesiger Schlammvulkan.

Ottaviano Ruesch von der European Space Agency (ESA), der Hauptautor der Studie, sagte: „Wir waren begeistert herauszufinden, welcher Prozess im Mantel von Ceres, direkt unter Ahuna Mons, für den Materialtransport verantwortlich war.“ zu der Oberfläche.'

Dies sind Dawns beste Bilder von Ahuna Mons, die aufgenommen wurden, als die Raumsonde der Oberfläche am nächsten war. Beachten Sie die glatten, kraterlosen Seiten des Vulkans, ein Hinweis darauf, dass er jünger ist als der Rest der Oberfläche des Zwergplaneten. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Die Studie zu diesen Ergebnissen wurde in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht. Beteiligt waren Wissenschaftler des DLR, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt sowie der Universität Münster. Es trägt den Titel „ Schlammextrusion auf Ceres aus einem konvektiven schlammtragenden Mantel . '

Sobald die Aufschlämmung aus Sole, Schlamm und Gestein aus dem Inneren des Ceres , es traf 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 von der DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof und der Universität Münster. In einem Pressemitteilung , sagte er: „In dieser Region ist das Innere von Ceres nicht fest und starr, sondern bewegt und zumindest teilweise flüssig. Diese „Blase“, die sich im Mantel von Ceres unter Ahuna Mons gebildet hat, ist eine Mischung aus salzhaltigem Wasser und Gesteinsbestandteilen.“

Dieses Modell der Ceres-Struktur wurde aus Daten der Dawn-Mission erstellt. Die 40 km dicke Kruste besteht aus Eis, Salzen und hydratisierten Mineralien. Darunter befindet sich wahrscheinlich eine Schicht aus Sole und Schlamm, und darunter besteht der felsige Mantel hauptsächlich aus hydratisierten Mineralien. Wissenschaftler wissen nicht, ob Ceres einen felsigen Kern hat.
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

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 silikatischen Gesteinen. (Silikatische Gesteine ​​bestehen hauptsächlich aus Siliziumdioxid oder Siliziumdioxid: SiO2.) Aber es wird auch eine beträchtliche Menge Wassereis und wahrscheinlich Schichten aus flüssigem Wasser geben. Sie gehen auch davon aus, dass Ceres einen höheren Anteil an Süßwasser und Eis enthält als die Erde. Sie glauben, dass bis zu einem Viertel der Masse des Zwergplaneten aus Eis oder Wasser besteht.

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 getrennt haben. Schwere Elemente wie Eisen sanken ins Zentrum, während leichtere Stoffe wie Wasser oder aluminiumhaltige Gesteinssilikate aufstiegen. Obwohl Ceres 4,5 Milliarden Jahre alt ist, erzeugt der radioaktive Zerfall von Elementen im Inneren des Planeten immer noch Wärme, ähnlich wie auf der Erde.

Diese Hitze erzeugt Blasen aus der Aufschlämmung von Sole, Schlamm und Gestein, die von unten gegen die feste Kruste drücken. Dabei bilden sich bis zu einem Kilometer hohe Kuppeln, und wenn der Druck die Kruste durchbricht, fließt die Gülle über die Oberfläche und verfestigt sich.

Eine farbcodierte Schwerkraftkarte von Ahuna Mons, die mit Dawn-Daten erstellt wurde. Ahuna Mons, an seinem höchsten Punkt, erhebt sich fast 5 km (3,1 Meilen) über seiner Umgebung. Vom Gipfel des Vulkans bis zu den blau markierten tief liegenden Gebieten sind es 9 km (5,6 Meilen) Höhenunterschied. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Natürlich sind diese Blasen im Inneren von Ceres nicht zu sehen. Gravitationsmessungen verrieten ihre Anwesenheit.

Das Gravitationsfeld von Ceres bei Ahuna Mons ist eine Anomalie, und Wissenschaftler haben diese Anomalie gemessen, indem sie die Geschwindigkeit und Höhe von Dawn überwachten. 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“, sagt Ottaviano Ruesch, Erstautor der Studie. „Die Schlussfolgerung lag auf der Hand: Das Gemisch aus flüssigen Stoffen und Gesteinen war an die Oberfläche gekommen und hatte sich zu Ahuna Mons aufgetürmt.“

Ein visuelles Bild und ein Gravitationsfeld-Bild von Ceres. Beachten Sie den Bereich starker Schwerkraft bei Ahuna Mons, in Weiß. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Diese Art von Kryo-Vulkanismus ist im äußeren Sonnensystem weit verbreitet. Einige der Monde von Jupiter und Saturn zeigen dies 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 aufsteigen und entkommen können. Planetenwissenschaftler glauben, dass dieser Prozess Milliarden von Jahren dauern kann, solange der radioaktive Zerfall das Innere noch erwärmt.

Quellen:

• Pressemitteilung: Eine neue und ungewöhnliche Art vulkanischer Aktivität
• Forschungsbericht: Schlammextrusion auf Ceres aus einem konvektiven schlammtragenden Mantel
• NASA: Übersicht über die Dawn-Mission
• Wikipedia-Eintrag: Ceres