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In der Wissenschaft führt eine Entdeckung oft zu mehr Fragen und Rätseln. Das gilt sicherlich für die Eisvulkane auf dem Zwergplaneten Ceres . Als die Raumsonde Dawn den massiven Kryovulkan namens . entdeckte Ahuna Mons auf der Oberfläche von Ceres führte dies zu weiteren Fragen: Wie kryovulkanisch aktiv ist Ceres? Und warum sehen wir nur einen?

Der Zwergplanet Ceres ist etwas Besonderes. Es ist der einzige Zwergplanet, der von einer Raumsonde genau untersucht wurde, und der einzige kryovulkanisch aktive Körper, der so genau untersucht wurde. NASAs Dämmerung Raumsonde erreichte Ceres im Jahr 2015, nachdem sie den Asteroiden besucht hatte Vesta . Im Jahr 2016 enthüllten NASA-Wissenschaftler die Existenz eines massiven Kryovulkans auf Ceres namens Ahuna Mons.

Beobachtungen von Dawn haben etwas Interessantes über den 4 Kilometer hohen Ahuna Mons enthüllt: Er ist geologisch gesehen sehr jung. Es ist nur etwa 200 Millionen Jahre alt, während Ceres selbst 4,5 Milliarden Jahre alt ist. Obwohl Ahuna Mons nicht mehr aktiv ist, war es in der jüngsten Vergangenheit aktiv. Die Jugendlichkeit von Ahuna Mons und die Tatsache, dass es der einzige sichtbare Eisvulkan ist, war den Wissenschaftlern ein Rätsel. Es wäre sehr seltsam, wenn ein Planet 4,3 Milliarden Jahre lang ruht und dann plötzlich an nur einer Stelle ausbricht.

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Es muss noch andere Kryovulkane gegeben haben, aber wo waren sie?

Eine Studie der University of Arizona (UA) unter der Leitung des UA-Wissenschaftlers Michael Sori hilft, das Geheimnis des Eisvulkans Ceres zu erklären. Sori und seine Co-Autoren von UA, Ali Bramson und Shayne Byrne, entdeckten, dass Eisvulkane auf Ceres immer noch aktiv genug Material ausstoßen, um jedes Jahr ein Kino zu füllen. Ihre Studie erklärt auch, warum wir auf der Oberfläche von Ceres keine Überreste älterer Vulkane sehen können.



Dem Papier zufolge werden alle sichtbaren Hinweise auf ältere Eisvulkane durch einen Prozess gelöscht, der als 'viskose Entspannung' bekannt ist. Ein viskoses Material ist etwas, das wie Wasser fließt. Dickere Flüssigkeiten wie Honig und Ketchup sind ebenfalls viskos, sie brauchen nur länger zum Fließen. Auch Eis ist zähflüssig, und hier auf der Erde beweisen die Gletscher das.

Ceres besteht hauptsächlich aus Fels und Eis, so dass Sori und sein Team die Theorie aufstellten, dass sich ältere Vulkane aufgrund der Viskosität ihrer Eis- / Gesteinszusammensetzung einfach in eine Nicht-Form entspannen. Eisgehalt und Temperatur würden bestimmen, wie schnell sie der viskosen Entspannung erliegen würden. Je höher der Eisgehalt und je höher die Temperatur, desto eher würde der Eisvulkan verschwinden.

Es gibt Temperaturschwankungen auf der Oberfläche von Ceres, obwohl es nie wärmer als -30 F wird. Die Pole bleiben kalt, aber die Temperaturen am Äquator sind wechselhafter. „Die Pole von Ceres sind kalt genug, dass sie sich nicht entspannen, wenn Sie mit einem Eisberg beginnen“, sagte Sori. „Aber der Äquator ist warm genug, dass sich ein Eisberg über geologische Zeitskalen entspannen könnte.“

Sori erstellte Simulationen, um die Theorie der viskosen Relaxation zu testen. In diesen Modellen blieben Eisvulkane in der Nähe der Pole für immer eingefroren. Aber abseits der Pole formten sich Eisvulkane zu hohen, steilen Formen, die jedoch im Laufe der Zeit zu kurzen, breiten Formen zusammenbrachen.



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Der nächste Schritt bestand darin, Daten von Dawn nach Landformen zu durchsuchen, die den simulierten Formen entsprachen. Ceres hat eine Fläche von etwa 3,4 Millionen Quadratkilometern, und Sori und sein Team fanden 22 Berge, die denen in den Simulationen entsprachen.

„Der wirklich aufregende Teil, der uns glauben ließ, dass dies real sein könnte, ist, dass wir nur einen Berg am Pol gefunden haben.“ – Michael Sori, Universität von Arizona.

„Der wirklich aufregende Teil, der uns glauben ließ, dass dies real sein könnte, ist, dass wir nur einen Berg am Pol gefunden haben“, sagte Sori. Yamor Mons ist am Pol und hat die gleiche Form wie Ahuna Mons. Aber Yamor Mons ist von Einschlagskratern übersät, was sein hohes Alter zeugt. Yamor Mons hat aufgrund seiner Lage am kalten Pol der viskosen Entspannung nicht nachgegeben. Yamor Mons ist fünfmal breiter als hoch, und andere Berge auf Ceres entsprechen den Vorhersagen des Modells. Sie sind sogar noch breiter.

Anschließend konnte das Team das Alter der Berge durch Vergleich mit den Modellen bestimmen. Anhand der Topographie der Berge berechnete Sori dann deren Volumen. Der nächste Schritt bestand darin, Alter und Volumen zu kombinieren und die Geschwindigkeit der Bildung von Eisvulkanen auf Ceres zu bestimmen. „Wir haben herausgefunden, dass sich alle 50 Millionen Jahre ein Vulkan bildet“, sagte Sori.

Daraus errechnete das Team jedes Jahr durchschnittlich 13.000 Kubikmeter kryovulkanisches Material, das ausreicht, um ein Kino oder vier olympische Schwimmbäder zu füllen.

Im Vergleich zum Vulkanismus der Erde ist das nicht viel Material. Ceres ist viel kleiner als die Erde und die Eruptionen sind nicht so heftig wie terrestrische Vulkanausbrüche. Auf Ceres produzieren Vulkane Kryomagma, eine salzige Mischung aus Gesteinen, Eis und anderen flüchtigen Stoffen wie Ammoniak. Es sickert auf die Oberfläche und bildet das Äquivalent eines Lavadoms hier auf der Erde. Im Laufe der Zeit würden diese Eisvulkane aufgrund der viskosen Entspannung einfach absinken.

Die Ursachen der Eisvulkane auf Ceres sind nicht gut verstanden. Ceres ist der erste kryovulkanische Körper, der so genau untersucht wurde. Andere Körper im Sonnensystem sind wahrscheinlich kryovulkanisch, wie Europa und Enceladus , aber sie wurden noch nicht genau untersucht. „Es mag Ähnlichkeiten zwischen Europa und Ceres geben, aber wir müssen die nächste Mission dorthin schicken, bevor wir mit Sicherheit sagen können“, sagte Sori.

Soris Papier wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Naturastronomie .

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