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Simulation blickt ins Innere des Mondes
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung
astronews.com
5. Dezember 2013
Die eisige Oberfläche des Jupitermonds Europa ist geprägt
von langen tiefen Furchen. Besonders markant sind diese im Bereich des
Äquators. Neue Simulationen liefern dafür nun eine mögliche Erklärung:
Strömungen im unter der Eisdecke vermuteten Ozean. In Äquatornähe könnte wärmeres Wasser aus dem Innern des Mondes aufsteigen.
Die neuen
Simulationen zeigen, dass das Wasser in Europas
Äquatorregion wärmer ist, als an den Polen. In
der linken Hälfte des Bildes deutet Rot auf eine
vergleichsweise hohe, Blau auf eine niedrigere
Temperatur hin.
Bild: JPL/NASA |
Mindestens ebenso faszinierend wie die auffällig zerklüftete Eisschicht auf
der Oberfläche des Jupitermonds Europa ist, was sich darunter verbirgt: ein
unterirdischer Salzwasserozean, der durch Gezeitenkräfte und die im Inneren des
Mondes gespeicherte Wärme eisfrei gehalten wird. Bereits 1998 legten Messungen
des Magnetometers an Bord der NASA-Raumsonde Galileo die Existenz
dieser schwer zugänglichen Wassermassen nahe. Bis heute sind jedoch viele ihrer
Eigenschaften unbekannt - etwa, ob dort Bedingungen herrschen, die das Entstehen
von Leben ermöglichen könnten.
Die neuen Modellrechnungen des Forscherteams von der University of Texas
at Austin und dem Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS)
erlauben nun einen Blick unter die Eisdecke: Die Simulationen offenbaren, welche
Strömungen im Ozean herrschen: "Die Bewegungen in Europas Ozean werden durch
Temperaturunterschiede angetrieben", erklärt Dr. Johannes Wicht vom MPS.
Wärmeres und darum leichteres Wasser steigt nach oben, kälteres Wasser sinkt
hinab.
Forscher bezeichnen diese Bewegung, die in gleicher Weise etwa beim Kochen
von Nudelwasser auftritt, als Konvektion. Sie transportiert Wärme aus den Tiefen
des Ozeans nach außen. "Unsere Computersimulationen zeigen, dass die Konvektion
in der Äquatorregion stärker ist als an den Polen. Darum ist das Wasser in
niedrigen Breiten wärmer und die Eisdecke wird effektiver geheizt", fasst Wicht
die neuen Ergebnisse zusammen.
Ob und wie genau diese Wärme die Risse in der Eisschicht verursacht, ist noch
nicht endgültig geklärt. Möglicherweise spielt dabei nicht nur die höhere
Temperatur eine Rolle. Das von unten gewärmte Eis hat zusätzlich einen
geringeren Salzgehalt. "Beides sorgt dafür, dass dieses Eis leichter ist als die
darüber liegende Schicht und zur Oberfläche drängt", so Wicht. Die Bewegungen im
Eis führen wahrscheinlich zu den Brüchen und Rissen.
In ihren Rechnungen berücksichtigten die Forscher, dass im Wesentlichen zwei
Effekte die Art der Wasserströmungen im unterirdischen Ozean bestimmen: Zum
einen steigt wärmeres Wasser aus dem Inneren des Mondes nach oben, zum anderen
wirkt sich die Rotation des Mondes aus: Die Corioliskraft lenkt diese Ströme ab.
"Wie genau das Wasser fließt, ergibt sich aus dem Zusammenspiel beider
Einflüsse", so Wicht. "In Europas Ozean scheint sich die Corioliskraft weniger
stark auszuwirken, als bisher angenommen", so der Physiker. "Darum unterscheiden
sich unsere neuen Computermodelle entscheidend von ihren Vorgängern".
Neben den Wasserbewegungen in radialer Richtung fanden die Forscher auch drei
ausgeprägte Strömungen, die weitestgehend parallel zu den Eisdecken in West-
beziehungsweise Ostrichtung verlaufen: Am Äquator fließt das Wasser nach Westen,
in den Polregionen nach Osten. "Auf der Erde finden sich im Meer ähnlich
verlässliche Strömungen, wie etwa der Golfstrom", so Wicht. Ob auch diese sogenannten Jetstreams Auswirkungen auf die darüber liegende Eisdecke haben, ist
unklar.
Über ihre Resultate berichten die Wissenschaftler jetzt in der
Fachzeitschrift Nature Geoscience.
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