Enceladus: Eisausbruch nur alle 100 Millionen Jahre

Der eisige Saturnmond Enceladus gab Astronomen lange Zeit Rätsel auf. Denn seine Eisvulkane schienen mehr Energie abzugeben, als der Planet eigentlich haben dürfte. Dieses kosmische Paradox haben australische Forscher jetzt aufgeklärt. Wie sie in „Nature Geoscience“ berichten, ist die erst in den letzten Jahren entdeckte starke Geysiraktivität auf dem Mond nicht die Regel, sondern eine Ausnahme. Offenbar finden solche Ausbrüche nur maximal alle 100 Millionen Jahre statt.

Bis vor kurzem galt der Saturnmond Enceladus als kalt und ziemlich tot. Doch dann flog im Jahr 2005 die NASA-Sonde Cassini erstmals nah am Himmelskörper vorbei und lieferte sensationelle Aufnahmen und Daten: Sie enthüllten ein aktives Feld von Eisvulkanen und Geysiren am Südpol des Trabanten. Sie spien Wasserdampf weit ins All hinaus und demonstrierten damit, dass im Inneren des Eismonds Wärme vorhanden sein muss. Das Problem: “Enceladus war uns ein Rätsel”, erklärt Craig O’Neill von der australischen Macquarie Universität. „Irgendwie scheint er mehr Energie herauszupumpen als er erhält. Das aber wäre ein Verstoß gegen die Gesetze der Thermodynamik.“

Katastrophale „Ausnahme“ statt die Regel

Gemeinsam mit seinem Kollegen Francis Nimmo von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz hat O’Neill nun das Verhalten des Eismonds näher untersucht. Mit Hilfe von Computersimulationen analysierten sie die Energieflüsse des Himmelskörpers und kamen zu einem erstaunlichen Ergebnis: Der Cryovulkanismus des Mondes scheint kein ständig ablaufender Prozess zu sein, sondern gleicht eher einer periodisch wiederkehrenden Katastrophe.

Die Anziehungskräfte des Saturns wirken je nach Konstellation der beiden Himmelskörper jeweils unterschiedlich auf den Kern des Mondes ein und erzeugen dadurch Gezeitenkräfte. Wie Ebbe und Flut in den Ozeanen der Erde wird das Material im Kern wechselnd zusammengedrückt oder gedehnt. Die dadurch entstehende Energie und Wärme schmilzt allmählich das Eis im Inneren des Enceladus und erzeugt sogar einen zeitweise flüssigen Ozean aus Wasser unter der Oberfläche.

Explosiver Ausbruch alle 100 Millionen Jahre

Doch nur alle 100 Millionen bis eine Milliarde Jahre, so zeigen die Berechnungen, bricht sich die aufgestaute Wärme Bahn nach außen: „Irgendwann ist der kritische Punkt erreicht und das ganze Ding geht hoch“, so O’Neill. Die Eisdecken schmelzen, fließen wie Gletscher und Geysire und Eisvulkane bilden sich in den aktiven Zonen. Diese Umschichtung der Wärme hält nur rund zehn Millionen Jahre an, dann erstarrt der Mond wieder und der Kreislauf beginnt von vorne.

Eine dieser aktiven Phasen findet zufällig genau jetzt statt – und gibt Planetenforschern wertvolle Einblicke in die Dynamik anderer Himmelskörper. „Wir wussten von den früheren Voyager-Missionen, dass Enceladus eine komplexe Geologie haben könnte, aber die meisten Leute dachten, das war in der Vergangenheit“, so der Forscher. „Jetzt zeigt es sich, dass dieser nur 500 Kilometer große Eisball einer der aktivsten Monde in unserem Sonnensystem ist.“ Solche Episoden starker Hitzeflüsse könnten auch bei anderen Eistrabanten im Sonnensystem eine wichtige Rolle gespielt haben.

(Macquarie University/Nature, 12.01.2010 – NPO)