Bildunterschrift: Geysire auf Enceladus. Bildnachweis: NASA, JPL, Space Science Institute
Eine der aufregendsten, aber unerwartetsten Entdeckungen der Cassini-Mission ist die Aktivität auf dem kleinen Saturnmond Enceladus. Enceladus hat die Wissenschaftler zwischen den aktiven Geysiren, den ungewöhnlichen „Tigerstreifen“ und der überraschend jungen Oberfläche in der Nähe des Südpols des Mondes mit fast allen Bildern und Daten überrascht, die das Raumschiff gesammelt hat. Aber ist der Mond immer aktiv oder sind wir zur richtigen Zeit am richtigen Ort und haben das Glück, ihn während einer aktiven Phase zu fangen? Ein kürzlich veröffentlichter Artikel beschreibt ein Modell, bei dem die Art der geologischen Eruptionen, die jetzt auf Enceladus sichtbar sind, nur etwa alle eine Milliarde Jahre auftritt.
"Cassini scheint Enceladus mitten in einem Rülpsen erwischt zu haben", sagte Francis Nimmo, ein Planetenwissenschaftler an der University of California in Santa Cruz. "Diese turbulenten Zeiten sind selten und Cassini hat zufällig den Mond während einer dieser besonderen Epochen beobachtet."
Nimmo und Co-Autor Craig O'Neill von der Macquarie University in Sydney, Australien, schlagen vor, dass Blobs aus warmem Eis, die regelmäßig an die Oberfläche steigen und die eisige Kruste auf dem Saturnmond Enceladus aufwirbeln, das skurrile Hitzeverhalten und die faszinierende Oberfläche des Südpols des Mondes erklären Region.
Die mit Abstand interessantesten Merkmale in der südpolaren Region von Enceladus sind die als „Tigerstreifen“ bekannten Risse, die Wasserdampf und andere Partikel aus dem Mond sprühen. Während das Modell von Nimmo und O’Neill das Aufwirbeln und Auftauchen nicht direkt mit der Bildung von Rissen und Düsen in Verbindung bringt, füllt es einige der Lücken in der Geschichte der Region.
"Dieses episodische Modell hilft, eines der verwirrendsten Rätsel von Enceladus zu lösen", sagte Bob Pappalardo, Cassini-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, über die von seinen Kollegen durchgeführten Forschungen. „Warum ist die Südpoloberfläche so jung? Wie könnte diese Wärmemenge am Südpol des Mondes abgepumpt werden? Diese Idee setzt die Puzzleteile zusammen. “
Aber nicht jeder ist überzeugt, dass dieses Modell alle Fragen zu Enceladus beantwortet. Carolyn Porco, die das Imaging-Team von Cassini leitet, sagte via Twitter zu diesem Artikel: „Vorsicht! Verschiedene Modelle sagen unterschiedliche Dinge. “
Vor ungefähr vier Jahren hat Cassinis zusammengesetztes Infrarotspektrometer einen Wärmestrom im Südpolbereich von mindestens 6 Gigawatt festgestellt, was mindestens einem Dutzend Elektrizitätswerken entspricht. Dies ist mindestens dreimal so viel Wärme, wie eine durchschnittliche Erdregion mit ähnlichem Gebiet trotz der geringen Größe von Enceladus produzieren würde. Die Region wurde später auch von Cassinis Ionen- und Neutral-Massenspektrometer-Instrument als schnell ausstoßendes Argon befunden, das aus radioaktiv zerfallenden Gesteinen stammt und eine bekannte Zerfallsrate aufweist.
Berechnungen ergaben, dass es für Enceladus unmöglich sein würde, kontinuierlich Wärme und Gas mit dieser Geschwindigkeit zu produzieren. Gezeitenbewegung - das Ziehen und Drücken von Saturn, während sich Enceladus um den Planeten bewegt - kann die Freisetzung von so viel Energie nicht erklären.
Das Oberflächenalter verschiedener Regionen von Enceladus zeigt ebenfalls große Vielfalt. Stark kraterartige Ebenen im nördlichen Teil des Mondes scheinen 4,2 Milliarden Jahre alt zu sein, während eine Region in der Nähe des Äquators, bekannt als Sarandib Planitia, zwischen 170 Millionen und 3,7 Milliarden Jahre alt ist. Das südpolare Gebiet scheint jedoch weniger als 100 Millionen Jahre alt zu sein, möglicherweise erst 500.000 Jahre alt.
O’Neill hatte ursprünglich das Modell für die Konvektion der Erdkruste entwickelt. Für das Modell von Enceladus, dessen Oberfläche vollständig mit kaltem Eis bedeckt ist und das durch das Ziehen der Schwerkraft des Saturn gebrochen wird, versteiften die Wissenschaftler die Kruste. Sie suchten irgendwo eine Stärke zwischen der der formbaren tektonischen Platten auf der Erde und den starren Platten der Venus, die so stark sind, dass sie anscheinend nie ins Innere gesaugt werden.
Ihr Modell zeigte, dass Wärme, die sich aus dem Inneren von Enceladus aufbaut, in episodischen Blasen aus warmem, leichtem Eis freigesetzt werden kann, die an die Oberfläche steigen, ähnlich wie die aufsteigenden Wachsklumpen in einer Lavalampe. Das Aufsteigen der warmen Blasen würde kaltes, schwereres Eis ins Innere schicken. (Warm ist natürlich relativ. Nimmo sagte, die Blasen seien wahrscheinlich knapp unter dem Gefrierpunkt, was 273 Grad Kelvin oder 32 Grad Fahrenheit entspricht, während die Oberfläche kalte 80 Grad Kelvin oder -316 Grad Fahrenheit beträgt.)
Das Modell passt zur Aktivität auf Enceladus, wenn angenommen wird, dass die Umwälz- und Oberflächenerneuerungsperioden ungefähr 10 Millionen Jahre dauern, und die Ruheperioden, wenn das Oberflächeneis ungestört ist, ungefähr 100 Millionen bis zwei Milliarden Jahre dauern. Ihr Modell legt nahe, dass die aktiven Perioden nur 1 bis 10 Prozent der Zeit, in der Enceladus existiert hat, aufgetreten sind und 10 bis 40 Prozent der Oberfläche recycelt haben. Die aktive Fläche um den Südpol von Enceladus beträgt etwa 10 Prozent seiner Oberfläche.
Quelle: JPL
