Jupitermond Europa hat eine aktive Plattentektonik

Eisiges Recycling: Forscher haben das Rätsel um die erstaunlich junge Eiskruste des Jupitermonds Europa gelöst. Sie entsteht ständig neu und wird an anderen Stellen wieder verschluckt. Damit ist der Eismond neben der Erde der einzige Himmelskörper im Sonnensystem, der eine aktive Plattentektonik besitzt, wie Forscher im Fachmagazin „Nature Geoscience“ berichten.

Der Jupitermond Europa besitzt einen Ozean aus flüssigem Wasser unter seiner Eiskruste, aus Rissen in der Kruste schießen Wasserdampf-Fontänen ins All und es könnte sogar subglaziale Seen im Eis geben. Seine Kruste allerdings stellt Geoforscher schon lange vor ein Rätsel. Denn sie ist mit nur 40 bis 90 Millionen Jahren sehr jung – gemessen am Alter des Sonnensystems von rund 4,5 Milliarden Jahren.

„Das deutet darauf hin, dass seine gesamte Oberfläche überlagert oder recycelt worden sein muss“, erklären Simon Kattenhorn von der University of Idaho in Moscow und seine Kollegin Louise Prockter von der Johns Hopkins University in Laurel. Woher die geologisch so erstaunlich junge Eiskruste Europas kommt, scheint relativ klar: Hunderte Kilometer lange Risse im Eis ziehen sich durch die Kruste des Mondes und schon länger vermutet man, dass dort frisches Eis aus tieferen Schichten an die Oberfläche quillt.

Wohin verschwindet die Eiskruste?

Doch wenn neue Kruste entsteht, muss die alte auch irgendwo verschwinden. Denn sonst würde sich der Mond im Laufe der Zeit immer weiter ausdehnen – was er definitiv nicht tut, wie die Forscher erklären. Es muss daher auf Europa einen Mechanismus geben, der im Laufe der Zeit die alte Eiskruste recycelt, indem er sie beispielsweise in die Tiefe drückt.

Auf der Erde wird dieses Recycling von den Subduktionszonen übernommen. An diesen Plattengrenzen wird eine Erdplatte unter die andere gedrückt, sinkt in den Erdmantel hinunter und wird dort wieder aufgeschmolzen. Typischerweise finden sich entlang solcher Subduktionszonen besonders viele Vulkane und auch Erdbeben häufen sich dort – Beispiele sind die Westküste Südamerikas und der pazifische Feuerring.

An den dunklen Linien entsteht neue Kruste, an den hellrosa Streifen wird sie verschluckt. © NASA/JPL/ University of Arizona

Verräterische Zonen im Eis

Auf der Suche nach Indizien für eine Subduktion auf dem Eismond Europa durchforsteten Kattenhorn und Prockter Aufnahmen der NASA-Raumsonde Galileo, die diese von einem Gebiet auf der Nordhalbkugel des Mondes gemacht hatte. Dabei fielen ihnen in den Falschfarbenaufnahmen rosafarbene, tafelähnliche Bereiche auf, die neben den dunkelrot erscheinenden Rissen zu erkennen waren. „Diese Zonen sind bis zu 30 Kilometer breit und lassen sich über mehr als 1.700 Kilometer Länge verfolgen“, berichten die Forscher.

Bei näherer Untersuchung stellten sie fest, dass Formationen auf der Eisoberfläche – Grate, Rinnen oder Rippen – an diesen Zonen abrupt abbrachen. Andere schienen entlang von querlaufenden Seitenrissen verschoben worden zu sein. Im Untersuchungsgebiet schien eine ganze Eisplatte verschoben und dabei ein Teil davon verschluckt worden zu sein – und zwar genau an diesen rosafarbenen Zonen, wie die Wissenschaftler feststellten.

Ständiges Recycling

Offenbar wird entlang der rosafarbenen Zonen in einem subduktionsähnlichen System großräumig Eis beseitigt. Die Forscher vermuten, dass dort die harte, einige Kilometer dicke Deckschicht der Eiskruste in tiefere, wärmere und weichere Krustenschichten einsinkt. Ähnlich wie die festen Erdplatten auf unserem Planeten über weichere Mantelschichten hinweggleiten, könnte dies auch die Deckschicht von Europas Kruste tun. Damit aber besäße auch der Jupitermond eine dynamische Kruste, die fortwährend neu entsteht und wieder recycelt wird.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Europa im Sonnensystem der einzige andere Himmelskörper außer der Erde ist, der alle grundlegenden Komponenten einer Plattentektonik besitzt: eine Subduktion, Zonen der Krustenbildung ähnlich den mittelozeanischen Rücken und seitlich gegeneinander verschobene Transformstörungen“, konstatieren die Forscher. Damit wäre der eisige Jupitermond unserer Erde in diesem Punkt ähnlicher als jeder andere Gesteinsplanet oder Mond in unseren kosmischen Nachbarschaft. (Nature Geoscience, 2014; doi: 10.1038/ngeo2245)

(Nature, 08.09.2014 – NPO)