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CASSINI
Nur periodische Aktivität auf Enceladus?
von Stefan Deiters
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13. Januar 2010

Die von der Sonde Cassini entdeckte Aktivität des Saturnmonds Enceladus stellt vielleicht nur eine kurze Periode einer sonst relativ ruhig verlaufenden Entwicklung des Trabanten dar. Zu diesem Ergebnis kommen Wissenschaftler, die versucht haben, die eigentümliche Aktivität des Mondes zu erklären. Sie machen dafür aufsteigendes warmes Eis verantwortlich.

Enceladus

Cassini-Aufnahme von Enceladus, die während eines Vorüberflugs im Oktober 2008 entstand. Ein Teil der Tigerstreifen-Region ist rechts unten neben dem Terminator zu sehen. Bild: NASA / JPL / Space Science Institute [Großansicht]

"Cassini scheint den Mond während eines Rülpsers erwischt zu haben", fasst Francis Nimmo, Planetenwissenschaftler an der University of California in Santa Cruz, die Ergebnisse einer Analyse zusammen, die jetzt in der Zeitschrift Nature Geoscience erschienen ist. "Diese turbulenten Perioden sind sehr selten und Cassini hatte das Glück, den Mond während einer dieser besonderen Phasen zu beobachten."

Die Südpolarregion von Enceladus fasziniert die Wissenschaftler seit dort eigentümliche Risse, die sogenannten Tigerstreifen, entdeckt wurden, aus denen Wasserdampf und andere Partikel ins All geblasen werden. Der am 10. Januar veröffentlichte Artikel wirft einen Blick auf einige bislang ungeklärte Aspekte in der Geschichte dieser Region.

"Das Modell der episodenhaften Aktivität würde helfen, eines der größten Rätsel des Saturnmondes zu lösen", so Bob Pappalardo, Cassini-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA über die Untersuchung seiner Kollegen. "Warum ist die Oberfläche am Südpol des Mondes so jung? Wie konnte so viel Wärme am Südpol des Mondes entweichen? Das Modell fügt einige Puzzleteile zusammen."

Vor vier Jahren entdeckte Cassini, dass in der Südpolarregion von Enceladus eine enorme Menge von Wärme ins All abgestrahlt wird - sogar deutlich mehr als in einer vergleichbar großen Region auf der Erde. Außerdem stellte man fest, dass hier auch Argon frei wird, ein Gas, das beim radioaktiven Zerfall von Gestein entsteht. Nach Ansicht der Wissenschaftler ist es aber unmöglich, dass Enceladus diese Menge an Wärme und Gas kontinuierlich produziert haben kann. Auch Gezeitenkräfte des Saturn können diese Energiemengen nicht erklären.

Hinzu kommt die große Vielfalt an Geländeformen auf dem Mond: In der Nordpolarregion finden sich zahlreiche Krater, was auf ein Alter von bis zu 4,2 Milliarden Jahren hindeutet, in der Nähe des Äquators finden sich hingegen Bereiche, die zwischen 170 Millionen und 3,7 Milliarden Jahre alt sind. Das Alter der Oberfläche am Südpol schließlich wird auf weniger als 100 Millionen Jahre, vielleicht sogar nur auf 500.000 Jahre geschätzt.

Nimmo und Craig O'Neill von der Macquarie University im australischen Sydney haben nun ein Modell von O'Neill zur Konvektion im Erdinneren so angepasst, dass es auf Enceladus angewandt werden kann. Das Modell ergab, dass Wärme, die sich im Inneren von Enceladus bildet, in periodisch auftretenden Blasen aus "wärmerem", leichterem Eis an die Oberfläche gelangen kann - ganz ähnlich wie die Wachstropfen in einer Lavalampe. Auf diese Weise würde dann kälteres schwereres Eis in tiefere Regionen gelangen. Das "wärmere" Eis hätte Temperaturen von gerade unter dem Gefrierpunkt, während an der Oberfläche von Enceladus Temperaturen von bis zu minus 190 Grad Celsius herrschen können.

Das Modell kann die Aktivität von Enceladus gut beschreiben, wenn die aktiven Perioden rund 10 Millionen Jahre dauern und das Oberflächeneis über Zeiträume von 100 Millionen bis zwei Milliarden Jahre ungestört bleibt. Insgesamt sollte Enceladus nur während ein bis zehn Prozent seines Alters aktiv gewesen sein. Während dieser Zeit wurden dann zwischen zehn und 40 Prozent der Oberfläche erneuert. Die aktive Südpolarregion macht etwa zehn Prozent der Oberfläche aus.

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Links im WWW
Cassini-Huygens, Seite der NASA
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