Enceladus: Vorsicht beim Eiswandern

Wer auf dem Saturn-Eismond Enceladus landet, etwa um den Ozean in seiner Tiefe zu erforschen, sollte sich besser vorsehen: An der Oberfläche des 500 Kilometer durchmessenden Mondes könnten Eisbeben zum Alltag gehören. Darauf machen Forscher in einer neuen Studie aufmerksam.

Schuld daran sind die massiven Gezeitenkräften, die von Saturn und den anderen, größeren Monden des Planeten verursacht werden – ähnlich wie der Mond auf der Erde. Diese Gezeitenbewegungen, das ist das Gute, erwärmen sein Inneres, sodass dort womöglich Leben entstehen konnte. Sie lassen aber auch die Oberfläche aufbrechen und drücken manchmal große Geysire aus Wasserdampf durch auffällige Risse, die Tigerstreifenfrakturen genannt werden. Dadurch konnte z.B. die Cassini-Sonde die Zusammensetzung des Ozeans untersuchen.

Die neue Studie verwendet nun Beobachtungen von antarktischen Schelfeisen, um davon abzuleiten, dass die Gezeiten auf Enceladus auch kleine Beben im Eis an den Rissen des Mondes verursachen können, ähnlich wie Eisbeben, die auf den schwimmenden Eisschilden der Antarktis beobachtet werden. „Wir haben Ideen, wie dick das Eis sein könnte, aber wir haben keine direkten Beobachtungen. Das Studium von Eisbeben ist eine Möglichkeit, an diese Informationen heranzukommen“, sagt Kira Olsen, Geophysikerin am Goddard Space Flight Center der NASA

Um mehr darüber zu erfahren, wie sich die Tigerspalten von Enceladus bewegen könnten, wandten sich Olsen und ihre Kollegen den schwimmenden Schelfeisflächen in der Antarktis zu, die das nächste Analogon auf der Erde für die Art von Aktivität darstellen. Die Forscher analysierten Daten, die von Seismometern entlang des Ross-Schelfeises im südlichen Kontinent zwischen 2014 und 2016 gesammelt wurden, und verglichen diese mit Satellitenbildern der Gegend. Besonderes Augenmerk legten sie dabei auf zwei Seismometer, die in der Nähe von großen Rissen auf der Eisplatte platziert waren. Die meisten Eisbeben traten im Ross-Schelfeis auf, wenn die Risse auseinandergezogen wurden, also die Gezeiten fielen.

Anschließend erstellten die Forscher Modelle der Arten von Brüchen, die sie auf der Enceladus-Oberfläche sahen. Diese Modelle zeigten, dass die größte seismische Aktivität auf Enceladus wahrscheinlich mit den Gezeiten synchronisiert ist. Der Höhepunkt der seismischen Aktivität tritt auf, wenn Enceladus auf seiner Umlaufbahn 100 Grad hinter der nächsten Annäherung an Saturn liegt. Der Ozean unter dem Eis verhält sich zu diesem Zeitpunkt ähnlich wie Wasser in einem schwappenden Ballon. Die Eisbrüche entstehen an den Stellen der höchsten Belastung, an denen der Ballon auseinanderbrechen würde.

Besonders stark sind die Eisbeben entlang dieser Risse allerdings nicht, auch nicht an den Belastungsspitzen. Olsen beschreibt sie eher als „fast kontinuierliche kleine Knackser und Brüche“. Künftige Besucher sollten sich also nicht wundern, wenn das Eis dauernd unter ihnen knackt. Da es keine echre Atmosphäre gibt, werden sie das sowieso nur hören, wenn sie das Ohr an die Oberfläche legen.

Schelfeis, das auf dem Südpolarmeer der Erde schwimmt, hebt und senkt sich mit den Gezeiten und verursacht Risse und Brüche. Eisbeben treten am häufigsten auf, wenn die fallenden Gezeiten die Risse auseinander ziehen. Modelle legen nahe, dass die seismische Aktivität auf Enceladus wahrscheinlich den Gezeiten im Inneren des Mondes entspricht. (Bild: AGU/ JGR: Planets)
Ein Satellitenbild des Forschungsgeländes auf dem Ross-Schelfeis in der Antarktis (oben) zeigt zwei Risse im Eis, die von steigenden und fallenden Gezeiten herrühren. Ähnlich große „Tigerstreifen-Brüche“ zerknittern das Eis im südpolaren Terrain von Enceladus, in einem Bild, das vom Cassini Imaging Team aufgenommen wurde. (Bild: AGU/ JGR: Planets)

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BrandonQMorris
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  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.