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JUPITERMOND EUROPA
Simulation blickt ins Innere des Mondes
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung
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5. Dezember 2013

Die eisige Oberfläche des Jupitermonds Europa ist geprägt von langen tiefen Furchen. Besonders markant sind diese im Bereich des Äquators. Neue Simulationen liefern dafür nun eine mögliche Erklärung: Strömungen im unter der Eisdecke vermuteten Ozean. In Äquatornähe könnte wärmeres Wasser aus dem Innern des Mondes aufsteigen.

Europa

Die neuen Simulationen zeigen, dass das Wasser in Europas Äquatorregion wärmer ist, als an den Polen. In der linken Hälfte des Bildes deutet Rot auf eine vergleichsweise hohe, Blau auf eine niedrigere Temperatur hin.  Bild: JPL/NASA

Mindestens ebenso faszinierend wie die auffällig zerklüftete Eisschicht auf der Oberfläche des Jupitermonds Europa ist, was sich darunter verbirgt: ein unterirdischer Salzwasserozean, der durch Gezeitenkräfte und die im Inneren des Mondes gespeicherte Wärme eisfrei gehalten wird. Bereits 1998 legten Messungen des Magnetometers an Bord der NASA-Raumsonde Galileo die Existenz dieser schwer zugänglichen Wassermassen nahe. Bis heute sind jedoch viele ihrer Eigenschaften unbekannt - etwa, ob dort Bedingungen herrschen, die das Entstehen von Leben ermöglichen könnten.

Die neuen Modellrechnungen des Forscherteams von der University of Texas at Austin und dem Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) erlauben nun einen Blick unter die Eisdecke: Die Simulationen offenbaren, welche Strömungen im Ozean herrschen: "Die Bewegungen in Europas Ozean werden durch Temperaturunterschiede angetrieben", erklärt Dr. Johannes Wicht vom MPS. Wärmeres und darum leichteres Wasser steigt nach oben, kälteres Wasser sinkt hinab.

Forscher bezeichnen diese Bewegung, die in gleicher Weise etwa beim Kochen von Nudelwasser auftritt, als Konvektion. Sie transportiert Wärme aus den Tiefen des Ozeans nach außen. "Unsere Computersimulationen zeigen, dass die Konvektion in der Äquatorregion stärker ist als an den Polen. Darum ist das Wasser in niedrigen Breiten wärmer und die Eisdecke wird effektiver geheizt", fasst Wicht die neuen Ergebnisse zusammen.

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Ob und wie genau diese Wärme die Risse in der Eisschicht verursacht, ist noch nicht endgültig geklärt. Möglicherweise spielt dabei nicht nur die höhere Temperatur eine Rolle. Das von unten gewärmte Eis hat zusätzlich einen geringeren Salzgehalt. "Beides sorgt dafür, dass dieses Eis leichter ist als die darüber liegende Schicht und zur Oberfläche drängt", so Wicht. Die Bewegungen im Eis führen wahrscheinlich zu den Brüchen und Rissen.

In ihren Rechnungen berücksichtigten die Forscher, dass im Wesentlichen zwei Effekte die Art der Wasserströmungen im unterirdischen Ozean bestimmen: Zum einen steigt wärmeres Wasser aus dem Inneren des Mondes nach oben, zum anderen wirkt sich die Rotation des Mondes aus: Die Corioliskraft lenkt diese Ströme ab. "Wie genau das Wasser fließt, ergibt sich aus dem Zusammenspiel beider Einflüsse", so Wicht. "In Europas Ozean scheint sich die Corioliskraft weniger stark auszuwirken, als bisher angenommen", so der Physiker. "Darum unterscheiden sich unsere neuen Computermodelle entscheidend von ihren Vorgängern".

Neben den Wasserbewegungen in radialer Richtung fanden die Forscher auch drei ausgeprägte Strömungen, die weitestgehend parallel zu den Eisdecken in West- beziehungsweise Ostrichtung verlaufen: Am Äquator fließt das Wasser nach Westen, in den Polregionen nach Osten. "Auf der Erde finden sich im Meer ähnlich verlässliche Strömungen, wie etwa der Golfstrom", so Wicht. Ob auch diese sogenannten Jetstreams Auswirkungen auf die darüber liegende Eisdecke haben, ist unklar.

Über ihre Resultate berichten die Wissenschaftler jetzt in der Fachzeitschrift Nature Geoscience.

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Links im WWW
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
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