Kryovulkanismus auf Ceres 

Der Zwergplanet Ceres im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter zeigt sich überraschend aktiv: Messungen der US-amerikanischen Raumsonde Dawn deuten auf Kryovulkanismus und tektonische Aktivitäten noch in geologisch jüngster Zeit hin. Dawn umkreist seit März 2015 den 960 Kilometer großen Himmelskörper. Im Fachblatt „Science“ haben die an der Mission beteiligten Forschergruppen jetzt weitere Ergebnisse veröffentlicht.

„Bislang war es eine offene Frage, ob ein so kleiner Himmelskörper, der keinen Gezeitenkräften ausgesetzt ist, Kryovulkanismus zeigen kann“, schreiben Ottaviano Ruesch vom Goddard Space Flight Center der NASA und seine Kollegen. In dem vier Kilometer hohen Berg Ahuna Mons auf Ceres sehen die Forscher jetzt jedoch einen eindeutigen Beleg für kryovulkanische Aktivität auf dem Zwergplaneten. Beim Kryovulkanismus spielt ein zähes Eis-Wasser-Gemisch die Rolle des Magmas. Kryovulkane wurden bislang auf mehreren Eismonden der Planeten Jupiter, Saturn und Neptun nachgewiesen. Dort treibt allerdings eine Aufheizung durch Gezeitenkräfte den Vulkanismus an. Ruesch und seine Kollegen vermuten, dass Salze den Gefrierpunkt des Wassers auf Ceres soweit herabsetzen, dass sich kryomagmatische Flüssigkeiten bilden können.

Weitere Hinweise auf tektonische Aktivitäten, ausgelöst durch kryomagmatische Strömungen unter der Oberfläche, präsentieren Debra Buczkowski von der Johns Hopkins University in Baltimore und ihre Kollegen. Die Wissenschaftler haben auf den Dawn-Aufnahmen unter anderem kilometerlange Strukturen auf Hochebenen aufgespürt, die keinerlei Bezug zu Einschlagkratern haben. Daraus folgern Buczkowski und ihre Kollegen, dass sich dort unterirdische Verwerfungen befinden, verursacht durch aufsteigendes Kryomagma.

In der Vergangenheit hat Wasser vermutlich eine wichtige Rolle bei der Evolution der Oberfläche von Ceres gespielt. Eleonora Ammannito von der University of California in Los Angeles und ihre Kollegen zeigen mithilfe spektroskopischer Messungen, dass die Oberfläche des Zwergplaneten einen hohen Anteil an Schichtsilikaten enthält – also an Mineralien, die sich nur in Kontakt mit flüssigem Wasser bilden. Die Anteile unterschiedlicher Silikate variiert zwar lokal stark, insgesamt sind die Schichtsilikate jedoch überraschend gleichförmig über ganz Ceres verteilt.

Heute dagegen ist Wasser und auch Wasser-Eis an der Oberfläche des Zwergplaneten nicht stabil – dem Vakuum ausgesetzt sublimiert Eis innerhalb weniger Jahrzehnte. Es ist daher eine weitere Überraschung, dass Jean-Philippe Combe vom Bear Fight Institute im US-Bundesstaat Washington und seine Kollegen im jungen Krater Oxo auf eine stark reflektierende Fläche gestoßen sind: Die spektroskopische Untersuchung der etwa ein Quadratkilometer großen Fläche zeigt, dass es sich mit größter Wahrscheinlichkeit um Wasser-Eis handelt. Ein Einschlag oder ein Landrutsch in jüngster Vergangenheit hat hier, so vermuten Combe und seine Kollegen, das Eis freigelegt.

Allerdings scheint sich unmittelbar unter der Oberfläche von Ceres nicht, wie bislang angenommen, eine überwiegend aus Eis bestehende Schicht zu befinden. Eine solche Eisschicht würde Krater innerhalb von zehn bis hundert Millionen Jahren zerfließen lassen – doch ein solcher Effekt lässt sich anhand der Kratertiefen und -formen auf Ceres nicht ableiten, so Harald Hiesinger von der Universität Münster und seine Kollegen. Die Analyse der Krater durch das Team deutet eher darauf hin, dass die äußere Schale von Ceres aus einem Gemisch aus Gestein und Wasser-Eis besteht.