Wie ein Vulkan auf einer Metallwelt aussehen würde

Auf der Erde regnet es Wasser, auf dem Titan kommt flüssiges Methan vom Himmel. Auf manchen Planeten regnet es Eisen oder sogar Diamanten. Solche Unterschiede gibt es aber auch in der Vulkanologie. Auf Ceres haben Forscher Eisvulkane entdeckt, irdische Vulkane speien Schlacke aus flüssigem Gestein. Auf dem Asteroiden Psyche, der vor allem aus Metall besteht, könnte es einmal Eisenvulkane gegeben haben. Vielleicht auch anderswo.

Aber wie würden solche Vulkane aussehen? Das zu wissen ist wichtig, um sie auf fernen Himmelskörpern erkennen zu können. Ein Forscherteam um Arianna Soldati von der North Carolina State University hat das ganz praktisch untersucht – indem es Metalle geschmolzen hat. Soldati definiert zwei Typen von Ferrovulkanismus: Typ 1, oder reiner Ferrovulkanismus, der auf rein metallischen Körpern auftritt; und Typ 2, unechten Ferrovulkanismus, der auf gemischt felsig-metallischen Körpern auftritt.

In einer Pilotstudie erzeugten Soldati und ihre Kollegen vom Syracuse Lava Project Ferrovulkanismus des Typs 2, bei dem sich das Metall bei der Bildung des Magmas vom Gestein löst. „Der Ofen des Lava-Projekts ist für das Schmelzen von Gestein konfiguriert, also haben wir mit den Metallen (hauptsächlich Eisen) gearbeitet, die natürlich darin vorkommen“, sagt Soldati. „Wenn man Gestein unter den extremen Bedingungen des Ofens schmilzt, löst sich ein Teil des Eisens heraus und sinkt auf den Boden, da es schwerer ist. Danach haben wir den Ofen geöffnet und entleert, und konnten so verfolgen, wie sich das metallische Magma im Vergleich zum Gestein verhält.“

Die metallischen Lavaströme bewegten sich 10-mal schneller und breiteten sich dünner aus als die Gesteinsströme und teilten sich in eine Vielzahl von verzweigten Kanälen auf. Das Metall bewegte sich dabei größtenteils unterhalb des Gesteinsstroms und trat an der Vorderkante der Gesteinslava aus. Die glatten, dünnen, verschlungenen und weit verteilten Schichten der metallischen Lava würden auf der Oberfläche eines Planeten einen ganz anderen Eindruck hinterlassen als die oft dicken, rauen, felsigen Ströme, die wir auf der Erde finden, so Soldati.

„Obwohl es sich hier um ein Pilotprojekt handelt, können wir schon einige Dinge sagen“, sagt Soldati. „Wenn es auf 16 Psyche – oder auf einem anderen metallischen Körper – Vulkane gäbe, würden sie definitiv nicht wie der steilwandige Mt. Fuji aussehen, einer der bekanntesten irdischen Vulkane. Stattdessen würden sie wahrscheinlich sanfte Hänge und breite Kegel haben. Sie bestünden aus dünnen Ströme, die sich über längere Strecken ausbreiten.“

Wie sich der Ausbruch eines Eisenvulkans abspielen würde (Bild: Nature / Soldati & Co.)
Der silberne Ausfluss unten besteht aus Metall, das schwarze Material oben sind Silikate (Gestein) (Bild: Nature / Soldati & Co.)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • 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.