Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret

Enceladus: Eismond mit heißem Kern

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Auf den ersten Blick ist der Saturnmond Enceladus eine kalte, durch und durch eisige Welt. Doch dieser Eindruck trügt. Denn tief in seinem Inneren besitzt der Mond nicht nur einen Ozean aus flüssigem Wasser – dieser Ozean ist am Grund auch fast kochend heiß, wie eine Studie nun nahelegt. Anhand von Messdaten der Raumsonde Cassini und Laborexperimenten schließen Forscher sogar darauf, dass es eine anhaltende hydrothermale Aktivität am Grund des Enceladus-Ozeans geben könnte. Der Saturnmond wäre damit der erste Himmelskörper außer der Erde, von dem solche unterseeischen Schlote bekannt sind.

Wasserdampf-Fontänen, ein subglazialer Ozean - der nur gut 500 Kilometer große Saturnmond Enceladus hat in den letzten Jahren häufiger für Überraschungen gesorgt. Inzwischen scheint klar, dass es zumindest unter dem Südpol des Mondes einen rund zehn Kilometer mächtigen Ozean unter der rund 30 bis 40 Kilometer dicken Eiskruste gibt. Welchen Bedingungen in diesem subglazialen Reservoir herrschen, war bisher unklar. Forscher vermuten aber, dass der Ozean von Gezeitenkräften aufgeheizt wird und an einen Kern aus festem Gestein grenzt. Hsiang-Wen Hsu von der University of Colorado in Boulder und seine Kollegen haben nun einen ungewöhnlichen Weg gewählt, um mehr über das Innenleben von Enceladus zu erfahren: Sie werteten Daten über winzige Staubkörnchen aus dem E-Ring des Saturn aus, die die NASA-Sonde Cassini gesammelt hatte. Schon länger ist bekannt, dass dieser Ring vorwiegend von Partikeln des Enceladus gespeist wird.

Hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus (NASA/JPL-Caltech)

Wie die Cassini-Daten zeigen, besteht der E-Ring nicht nur aus Eis, sondern enthält auch zahlreiche nanometerkleine Silikat-Körnchen. "Wahrscheinlich waren diese ursprünglich in Eispartikel eingebettet, die durch die Eisfontänen aus dem Untergrund des Enceladus ausgeschleudert wurden", erklären die Forscher. Anhand der Zusammensetzung und Größe der Körnchen schließen sie, dass dieser Staub nicht durch den Zerfall größerer Brocken entstand, sondern im Ozean des Enceladus gebildet wurde. Mit Hilfe von Laborexperimenten und Modellen haben sie nun rekonstruiert, unter welchen Bedingungen dies geschehen sein muss. "Wir nutzen die Silikat-Nanopartikel quasi als Thermometer für den Meeresgrund des subglazialen Ozeans", so Hsu und seine Kollegen.

                  Alkalisch, heiß und salzig

Das Ergebnis liefert wertvolle Hinweise darauf, was unter dem Eis des Saturnmonds vor sich geht.

Demnach muss der Ozean mit dem steinigen Kern des Mondes in unmittelbarem Kontakt stehen, möglicherweise ist der Kern sogar porös, so dass Wasser eindringen und sich dort mit Mineralien anreichern kann. Damit Silikatpartikel entstehen, muss die Temperatur im Gestein oder an der Grenzzone zwischen Gestein und Ozean bei mindestens 90 Grad Celsius liegen, wie die Forscher berichten. Ist das Wasser des Ozeans weniger alkalisch als pH 10,5, ist sogar noch mehr Hitze nötig. Aus den Versuchen geht zudem hervor, dass das Wasser dieses subglazialen Reservoirs wahrscheinlich einen Salzgehalt von nicht mehr als etwa vier Prozent hat. "Die beobachteten Radien der Partikel sprechen dafür, dass sie relativ schnell von den warmen Zonen am Meeresgrund bis zu den Fontänenreservoirs aufgestiegen sein müssen", so die Forscher. "Das geschieht wahrscheinlich innerhalb von Monaten, maximal ein paar Jahren."

Sollten sich diese Rückschlüsse bewahrheiten, dann wäre der Saturnmond Enceladus der erste Himmelskörper außer der Erde, von dem eine anhaltende hydrothermale Aktivität bekannt ist. Auf unserem Planeten konzentrieren sich hydrothermale Schlote überall dort, wo vulkanische Hitze bis dicht unter den Meeresgrund aufsteigt. Meerwasser, das in Poren und Risse des Gesteins in die Tiefe sickert, wird erhitzt und steigt dann durch die Schlote dieser Unterwasser-Geysire wieder auf. Tatsächlich gibt es auf der Erde sogar ein hydrothermales Feld, das den Bedingungen auf dem Enceladus halbwegs ähnlich ist: die Lost City-Vents im Nordatlantik. Dort steigt aus den Schloten heißes Wasser auf, das nicht nur mineralienreich ist, sondern auch alkalisch wie auf dem Saturnmond.

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Hatalmas óceán lehet a Naprendszer legnagyobb holdján

Hatalmas, a földinél tízszer mélyebb sós vizű óceán lehet a Jupiter, egyben a Naprendszer legnagyobb holdján, a Ganymedesen egy vastag jégkéreg és a sziklás felszín közé szorulva – jelentette be az amerikai űrkutatási hivatal, a NASA a Hubble űrteleszkóp friss kutatásaira támaszkodva.

Bolygókutatók már az 1970-es évek óta gyanítják, hogy a Galilei által 1610-ben felfedezett Ganymedesen óceán lehet. Az amerikai űrkutatási hivatal Galileo nevű űrszondája, amely nyolc éven át kutatta a Jupitert és holdjait, és hatszor megközelítette a Ganymedest, 2002-ben igazolta mágneses mező létét, ami elsőként erősítette meg az óceánra vonatkozó hipotézist. A Ganymedesen is létezik a sarki fény

A Hubble űrteleszkóp által ibolyántúli sugarak segítségével végzett újabb megfigyelések kimutatták, hogy a Földhöz hasonlóan a Ganymedes sarkvidékein is létezik a sarki fény jelensége, amelyet a mágneses mező okoz. A Ganymedes is a Jupiter mágneses mezejének hatása alatt áll, és valahányszor változik a mágneses mező az anyabolygón, változnak a sarki fények is a holdján – hangzott el a NASA csütörtöki sajtótájékoztatóján.

A kutatók a sarki fények mozgásából tudták megállapítani a hold mágneses mezejére is hatást gyakorló hatalmas sós óceán létezését a 150 kilométeres, főleg jégből álló felszíni kéreg alatt. Mivel a sós víz vezeti az elektromos áramot, az óceán mozgása hatással van a mágneses mezőre. A földinél tízszer mélyebb lehet az óceán

A Hubble megfigyelései minden korábbinál meggyőzőbb bizonyítékkal szolgálnak az óceánnal kapcsolatos feltételezés helytállóságára – közölték az amerikai kutatók.

A NASA friss kutatásai szerint a Ganymedesen lévő óceán tízszer olyan mély, mint a Földet borító óceán, vagyis mintegy 100 kilométeres.

Úgy véljük, hogy a távoli múltban ez az óceán még a felszínnel is érintkezhetett – mondta Jim Green, a NASA bolygótudományi osztályának igazgatója.

A Ganymedesen „talált” folyékony vízzel tovább gyarapodott azoknak a holdaknak a száma, amelyeknek felszíne alatt vizet gyanítanak a csillagászok.

Az Európai Űrügynökség (ESA) 2022-re tervez missziót a Jupiter és három holdja, köztük a Ganymedes tanulmányozására.

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Quelle: Hsiang-Wen Hsu (University of Colorado, Boulder) et al., Nature, doi: 10.1038/nature14262

© wissenschaft.de - Nadja Podbregar

2015. március 13., péntek 03:10 , forrás: MTI, szerző: MA

http://mno.hu/vilagur/hatalmas-ocean-lehet-a-naprendszer-legnagyobb-holdjan-1276983 

http://www.ng.hu/Fold/2006/03/Gejzirek_a_Szaturnusz_holdjan