Neue Beweise für Plutos unterirdischen Ozean

Großer runder Raumkörper, meist braun mit dunkleren Bereichen.

Eine natürliche Farbansicht von Pluto, wie sie 2015 von der NASA-Raumsonde New Horizons aufgenommen wurde. Neue Forschungen ergänzen die Beweise für einen unterirdischen Ozean unter der Eiskruste von Pluto. Sputnik Planitia ist die Region mit glatter aussehendem Stickstoffeis in der Mitte rechts im Bild. Bild über NASA/JHUAPL/SwRI/Alex Parker.


Mindestens mehrere Monde im äußeren Sonnensystem sind heute bekannt oder vermutet, dass sie unterirdische Ozeane unter ihrer kalten, eisigen Oberfläche haben. Wissenschaftler glauben auch, dass der Zwergplanet Pluto auch einen haben könnte, basierend auf Daten aus dem Vorbeiflug der NASA von 2015Neue HorizonteMission. Wie kann dieser kleine, gefrorene, felsige Ball viel weiter draußen sein, als Neptun eine hat?Ozean?

Jetzt liefern neue Forschungen von Wissenschaftlern in Japan und den USA weitere Beweise für diese faszinierende Möglichkeit. Die Ergebnisse wurden in a . bekannt gegebengemeinsame Pressemitteilungvon der Hokkaido University, dem Earth-Life Science Institute am Tokyo Institute of Technology, der Tokushima University, der Osaka University, der Kobe University und der University of California, Santa Cruz. Die Forscherveröffentlichtihre Erkenntnisse in derpeer-reviewedTagebuchNatur Geowissenschaftenam 20.05.2019.


In der neuen Studie deuten Computersimulationen darauf hin, dass eine Schicht aus Gashydraten (Clathrathydrate) – kristalline Feststoffe auf Wasserbasis, die physikalisch dem Eis ähneln – zwischen dem Ozean und der äußeren Eiskruste könnten den unterirdischen Ozean isoliert und flüssig halten. Ohne diese Isolierschicht wäre jedes flüssige Wasser wahrscheinlich vor Millionen oder Milliarden von Jahren festgefroren. Aus der Zusammenfassung des Papiers:

Viele eisige Körper des Sonnensystems besitzen unterirdische Ozeane. Auf Pluto,Sputnik Planitia's Lage in der Nähe des Äquators deutet auf das Vorhandensein eines unterirdischen Ozeans und einer lokal verdünnten Eisschale hin. Um einen Ozean zu erhalten, muss Pluto die Wärme im Inneren speichern.

Dreiecksdiagramm geologischer Schichten mit flüssigem Ozean auf halbem Weg.

Die derzeit vorgeschlagene Innenstruktur von Pluto. Die Clathrat-(Gas-)Hydratschicht – höchstwahrscheinlich Methan – würde dazu beitragen, den inneren Ozean von Pluto flüssig zu halten, während die äußere Eiskruste gefroren bleibt. Bild über Kamata S. et al., Plutos Ozean ist von Gashydraten bedeckt und isoliert.Natur Geowissenschaften, 20. Mai 2019.

Es wird angenommen, dass ähnliche Ozeane auf Monden wie Europa und Enceladus durch die Gravitation von ihren Wirtsplaneten Jupiter und Saturn flüssig gehalten werden. Auch Ammoniak und Salze im Wasser selbst können dabei helfen. Aber Pluto hat keinen größeren Planeten, der daran zieht, also muss ein anderer Mechanismus am Werk sein.




Daten von New Horizons deuten darauf hin, dass Pluto einen Ozean unter der äußeren Eiskruste hat und dass die Eisschale in der Region Sputnik Planitia dünner ist. Aber nach der Standardtheorie hätte die innere Oberfläche dieser Eisschale abgeflacht sein müssen, und das ist es nicht. Sputnik Planitia ist eine riesige Region glatter Stickstoffeisgletscher, die anders als alles andere auf der Erde ist.

Die Forscher vermuten nun, dass sich unter Sputnik Planitia eine isolierende Schicht aus Gashydraten – höchstwahrscheinlich bestehend aus Methan – befindet. Diese Isolierschicht hilft, das Wasser warm genug zu halten, um flüssig zu bleiben, während die Eiskruste gefroren bleibt. Diese Schicht würde aus Gashydraten bestehen, kristallinen eisähnlichen Feststoffen, die aus Gas gebildet werden, das in molekularen Wasserkäfigen eingeschlossen ist. Diese Hydrate sind hochviskos und haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit, so dass sie ideale Isoliereigenschaften bieten könnten.

Eisige, flache Bereiche, die durch sehr dünne Linien und Linien winziger dunkler Gruben unterteilt sind.

Sputnik Planitia im Detail. Die glatte Eisoberfläche (Stickstoffeis) ist in unregelmäßig geformte „Zellen“ unterteilt, die von schmalen Trögen umgeben sind, die teilweise dunklere Materialien enthalten. Es gibt auch Hügelgruppen und Felder mit ungewöhnlichen kleinen Gruben. Die äußere Eishülle ist in dieser Region dünner als anderswo auf Pluto. Bild überNASA/JHUAPL/SwRI.

Aus der Zusammenfassung:


Clathrathydrate wirken als Wärmeisolator und verhindern das vollständige Einfrieren des Ozeans, während die Eisschale kalt und unbeweglich bleibt. Das wahrscheinlichste Clathrat-Gastgas ist Methan, das aus Vorläuferkörpern und/oder dem Cracken organischer Materialien im heißen Gesteinskern gewonnen wird. Anfangs im Kern enthaltene und/oder später erzeugte Stickstoffmoleküle würden wahrscheinlich nicht als Clathrathydrate eingefangen werden, sondern die stickstoffreiche Oberfläche und Atmosphäre versorgen. Die Bildung einer dünnen Clathrathydratschicht, die einen unterirdischen Ozean bedeckt, kann ein wichtiger allgemeiner Mechanismus sein, um langlebige unterirdische Ozeane in relativ großen, aber minimal erhitzten eisigen Satelliten zu erhalten undCooper GürtelObjekte.

Die Forscher testeten zwei Szenarien, eines mit der isolierenden Methangasschicht und eines ohne. Ohne eine solche Schicht hätte der Ozean vor Hunderten von Millionen Jahren gefroren sein müssen. Aber mit dieser zusätzlichen Schicht wäre der Ozean flüssig geblieben, ohne, wenn überhaupt, viel zu gefroren zu sein. In diesem Szenario würde es über eine Milliarde Jahre dauern, bis der Ozean vollständig gefriert.

Drei japanische Wissenschaftler in Anzügen, einer mit einem Basketball-Modell von Pluto.

Von links nach rechts: ForscherAtsushi Tanider Universität Kobe und Shunichi Kamata undKiyoshi Kuramotoder Universität Hokkaido, Bild über Yu Kikuchi.

Das Methan stammt höchstwahrscheinlich aus dem Kern von Pluto. Auch die sehr schwache Atmosphäre von Pluto, die reichlich Wasserstoff, aber sehr wenig Methan enthält, unterstützt diese Schlussfolgerung, so die Forscher.


Diese neuen Erkenntnisse zeigen nicht nur, dass Plutos Ozean auch unter den scheinbar unwahrscheinlichsten Umständen heute noch flüssig sein könnte, sondern legen auch nahe, dass es im Universum noch viele weitere ähnliche Welten geben könnte. Es wird bereits vermutet, dass Ozeanmonde wie Europa und Enceladus, die große Planeten umkreisen, häufig vorkommen könnten. Aber wenn selbst ein abgelegener, kalter Zwergplanet wie Pluto einen Ozean haben kann, dann könnte das bedeuten, dass in unserer Galaxie und darüber hinaus noch viel mehr solcher Welten existieren. Das könnte natürlich Auswirkungen auf die Möglichkeit haben, anderswo zu leben. EntsprechendShunichi Kamatader Hokkaido University, die das Forschungsteam leitete:

Dies könnte bedeuten, dass es im Universum mehr Ozeane gibt als bisher angenommen, was die Existenz außerirdischen Lebens plausibler macht.

Weißlicher runder Raumkörper mit Netz aus braunen Rissen.

Jupiters Mond Europa ist berühmt für seinen unterirdischen Ozean, der möglicherweise Leben unterstützen könnte. Jetzt scheint es, dass Pluto auch einen hat. Wie viele könnten noch da draußen sein? Bild überNASA/JPL-Caltech/SETI-Institut.

New Horizons enthüllte, dass Pluto eine komplexere und aktivere Welt ist, als allgemein erwartet wurde, mit Stickstoffeisgletschern, Wassereisbergen, Methan-„Schnee“ auf den Bergen und ungewöhnlichem grubenförmigem Gelände in Sputnik Planitia. Nun scheint es, dass Pluto wahrscheinlich auch tief unter der Oberfläche einen Wasserozean hat. Es klingt auf den ersten Blick absurd, aber die bisherigen Beweise sagen, dass es da ist. Und wenn ausgerechnet Pluto einen Ozean unterhalten kann, dannwieviele mehrOzeanplaneten und Monde könnte es da draußen geben? Vielleicht viel mehr als je für möglich gehalten.

Fazit: In seiner großen Entfernung von der Sonne ist Pluto möglicherweise der letzte Ort, an dem Sie erwarten würden, einen Ozean zu finden. Aber diese neue Studie trägt zu den wachsenden Beweisen bei, dass Pluto tatsächlich einen Ozean unter seiner äußeren Eiskruste hat. Die neuen Erkenntnisse zeigen, wie wider Erwarten der Ozean von Pluto Hunderte von Millionen Jahren flüssig bleiben könnte und – nach Ansicht dieser Wissenschaftler – wahrscheinlich auch heute noch.

Quelle: Plutos Ozean ist von Gashydraten bedeckt und isoliert

Über die Universität Hokkaido