Messergebnisse der NASA-Sonde Cassini deuten darauf hin, dass der Saturnmond Enceladus einen unterirdischen Ozean aus Salzwasser besitzt. Diese These ist nicht neu, konnte nun aber mit Daten aus dem E-Ring des Saturn untermauert werden.
Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: Eigene Recherche.
Planetenforscher aus Deutschland hatten entdeckt, dass Spurenelemente im E-Ring des Saturn Bestandteile enthalten, die auf einen flüssigen Ozean im Innern von Enceladus hindeuten. Bei einem Enceladus-Vorbeiflug am 9. Oktober 2008 konnten mit dem Cosmic Dust Analyzer (CDA) an Bord von Cassini Anteile von Natrium, Natriumchlorid (NaCl), Natriumhydrogenkarbonat (NaHCO3) und Kalium nachgewiesen werden. Diese kommen in rund sechs Prozent der untersuchten Partikel im E-Ring vor. Man nimmt an, dass der E-Ring überwiegend mit Partikeln aus Enceladus` Kryovulkanen gespeist wird: Diese müssten die gelösten Salze freigesetzt haben.
(Bild: NASA JPL)
“Das ist nur möglich, wenn die Quelle der Eruptionen flüssiges Wasser ist, das zuvor im Kontakt mit dem Gesteinskern von Enceladus stand”, schreiben Postberg und seine Kollegen in ihrer Veröffentlichung. Denn nur flüssiges Wasser kann – anders als Eis oder Wasserdampf – Salze in gelöster Form enthalten. Das Forscherteam um Frank Postberg vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg stellte seine Ergebnisse auf einer Konferenz der American Geophysical Union in San Francisco, Kalifornien vor. Das Institut war maßgeblich an der Entwicklung des CDA beteiligt.
“Es ist natürlich denkbar, dass die Salze von einem früheren Ozean ausgelaugt wurden, der mittlerweile komplett gefroren ist. Dieser Prozess hätte dazu geführt, dass sich das Salz in großer Entfernung von der Oberfläche des Mondes konzentriert hätte”, sagte Julie Castillo vom NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien gegenüber dem New Scientist. “Da ist es schon einfacher sich vorzustellen, dass die Salze in einem flüssigen Ozean direkt unter der Oberfläche vorkommen.
Enceladus – Cassinis bisherige Erkundung
Als die amerikanisch-europäische Sonde Cassini im März 2005 erstmalig am sechstgrößten Mond des Ringplaneten vorbeiflog, ergaben sich einige Überraschungen für die Forscher. Neben auffällig heterogenen topografischen Merkmalen stach vor allem die dünne Atmosphäre des Enceladus ins Auge. Diese Schicht hat an der Oberfläche einen minimalen Druck von 10-6 Pascal und kann nur damit erklärt werden, dass sie ständig aus dem Innern des Trabanten wiederbefüllt wird. Der nur 504 Kilometer durchmessende Enceladus hat eine so geringe Gravitation, dass externe Einflüsse wie der Sonnenwind ständig zu einem Gasverlust führen. Schließlich entdeckte man auch die Quelle der Atmosphäre: Fontänen schießen mit hoher Geschwindigkeit Material ins All. Diese Form des Vulkanismus funktioniert bei relativ geringen Temperaturen.
Bisher war die Energiequelle für den Kryovulkanismus von Enceladus kontrovers diskutiert worden. Alternativ zum Modell eines flüssigen Ozeans unter der festen Oberfläche hatte man Gezeitenkräfte vom Saturn vermutet, die bei der Annäherung des Mondes auf seiner Bahn an den Ringplaneten vermehrt Klüfte öffnen. Durch diese könnte es zu einer Druckentlastung tiefer liegender Wassereisschichten kommen, die dann als Wasser oder Dampf an die Oberfläche schießen. Bereits im letzten Dezember war diese These mit einem Computermodell überprüft worden (Raumfahrer.net berichtete). Jedoch hatte man die theoretischen Vorgaben nicht mit Beobachtungen von Cassini in Übereinstimmung bringen können: Offenbar korrelierten die Ausbrüche nicht mit der Annäherung des Mondes an den Saturn.
Die von Cassini gemessene Masse des herausgeschleuderten Materials wäre jedoch zu hoch, würde es sich dabei nur um Wasser handeln. Geophysikerin Susan Kieffer von der University of Illinois Urbana-Champaign liefert die dazu passende Erklärung und schlägt Clathrate vor. Diese entstehen, wenn Wasser unter hohem Druck eine Gitterstruktur mit Käfigen ausbildet, in die andere Stoffe wie Salze eingelagert werden. Ähnlich wie bei Methanhydraten, die auf der Erde an kontinentalen Schelfhängen in großen Wassertiefen vorkommen, können ausreichend große Mengen eines zweiten Stoffes in die Gitterstruktur des Wassers eingelagert werden.
Dieser These stimmt auch Andrew Ingersoll aus dem Cassini-Kamerateam zu: “Die geringe Konzentration an Natrium in einigen Partikeln [des E-Rings] könnte aus dem Wasserdampf kondensiert sein, den die zerfallenden Clathrate freigesetzt haben. Partikel mit hoher Natriumkonzentration dagegen enthielten primär flüssiges Wasser. Die Zeit wird zeigen, ob sich dieser Kompromiss zweier Prozesse weiter erhärten lässt.”
In der Vergangenheit wurden auch andere Thesen zur Entstehung des Kryovulkanismus diskutiert, darunter das Überschlagen der Rotationsachse durch die Verlagerung einer Region mit positiver Wärmeanomalie. Diese kann zumindest erklären, warum die Eruptionen nur in der Südpolregion gefunden wurden, wird in der aktuellen Veröffentlichung jedoch nicht berücksichtigt.
Raumcon