Ceres verfügte über Millionen von Jahren über Schmelzwasserreservoirs

Rundlicher felsiger Ball mit einem sehr hellen weißen Fleck in der Mitte.

Falschfarbenansicht von Ceres von der Raumsonde Dawn aus, die Unterschiede in den Oberflächenmaterialien zeigt. Die hellen Flecken sind Salzablagerungen, die übrig bleiben, als salziges Wasser (Kryomagma) an die Oberfläche gelangte und verdunstete. Neue Forschungen zeigen, dass auf Ceres seit Millionen von Jahren unterirdische Reservoirs mit salzigem Schmelzwasser existierten. Bild überNASA / JPL-CalTech / UCLA / MPS / DLR / IDA.

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Was Astronomen heute als charakterisierenZwergenplanetenscheinen kaum mehr als große Asteroiden zu sein. Aber wie Planetenwissenschaftler entdeckt haben, können Zwergplaneten Eigenschaften mit Planeten voller Größe teilen; sie sind tatsächlich echtWelten. Das gilt sicherlich für die FernePluto, mit seinem blauen Himmel, hohen Bergen und rotem Schnee, ganz zu schweigen von seinem Mondsystem. Ein weiteres Beispiel ist der ZwergplanetCeres, die sich im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter befindet. Obwohl Ceres viel kleiner als die primären Gesteinsplaneten wie die Erde oder sogar Merkur und viel weiter von der Sonne entfernt ist, wissen wir jetzt, dass Ceres auch seine eigene einzigartige und aktive geologische Geschichte hat.

Eine der faszinierendsten Entdeckungen über Ceres war der Beweis für antikeKryovulkane– ein eisiger Vulkantyp, der anstelle von heißem geschmolzenem Gestein Wasser, Ammoniak oder Methan freisetzt. Nun, aneue Forschungsstudie– ein gemeinsames Projekt zwischen der University of Texas at Austin und dem Jet Propulsion Laboratory der NASA (JPL) – deutet darauf hin, dass seichtSchmelzwassersalzhaltige Schmelzwasserspeicher konnten dank einer isolierenden Kruste über Jahrmillionen flüssig bleiben. Die Ergebnisse stehen im Zusammenhang mit den zahlreichenLichtblickeauf Ceres gesehen, insbesondere die größten inOccator-Krater, welche sindNatriumcarbonatSalzablagerungen, von denen angenommen wird, dass sie die Überreste vonKryomagma– salziges Schmelzwasser – das verdampft, nachdem es die praktisch luftleere Oberfläche von Ceres erreicht hat.

Helle weiße Flecken auf felsigem Untergrund, heller in der Mitte und unscharf an den Rändern.

Hochauflösende Ansicht der hellsten Flecken auf Ceres im Krater Occator. Bild über NASA/JPL-CalTech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Weiße, eisähnliche Oberfläche eines unregelmäßigen erhöhten Felsbereichs.

Ein noch genauerer Blick auf einen der hellen Flecken im Occator-Krater im südwestlichen Teil vonCerealia Facula. Die Flecken werden jetzt als Salzablagerungen auf der Oberfläche von Ceres angesehen. Durch Risse gelangten sie an die Oberfläche. Bild über NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Jason Major.

Das neuepeer-reviewedForschung warveröffentlichtonline am 8. Februar 2019, im JournalGeophysikalische Forschungsbriefe. Aus der Zusammenfassung:



Wir testen die Hypothese, dass die hellen Flecken im Zentrum des Occator-Kraters auf Ceres Salze sind, die aus einem großen Solereservoir in der Kruste extrudiert wurden, die während des Asteroideneinschlags geschmolzen sind, der den Occator-Krater bildete. Der Altersunterschied zwischen dem Krater und den Salzablagerungen beträgt etwa 16 Millionen Jahre und es ist nicht klar, ob die Sole so lange geschmolzen bleiben kann. Unsere Simulationen zeigen, dass eine isolierte stoßinduzierte Kryomagmakammer in weniger als 12 Millionen Jahren abkühlen wird. Unsere Simulationen zeigen jedoch, dass das kruste Solereservoir mit einem tieferen Solereservoir im Ceres-Mantel kommunizieren könnte. Eine solche Wiederaufladung könnte die Lebensdauer der durch den Einschlag verursachten Kryomagmakammer unter dem Krater Occator verlängern.

Kryovulkanismus könnte helfen, Chemikalien zu mischen, die die komplexeren Moleküle produzieren, die für das Leben benötigt werden, wie zum Beispiel auf dem Jupitermond Europa. Wissenschaftler sind daran interessiert zu untersuchen, wie ähnliche Prozesse auf Ceres ablaufen und ob sie auch die Moleküle erzeugen könnten, die für den Beginn des Lebens erforderlich sind. Laut HauptautorMarc Hesse, außerordentlicher Professor an derUniversity of Texas an der Austin Jackson School of Geosciences:

Kryovulkanismus scheint ein wirklich wichtiges System zu sein, wenn wir nach Leben suchen. Wir versuchen also, diese Eisschalen und ihr Verhalten zu verstehen.

Diagramm des Inneren auch mit einem Kreis in Texas-Größe auf der Karte der USA, der Ceres' Größe.

Illustration der Geschichte des Inneren von Ceres. Wissenschaftler gehen jetzt davon aus, dass salzige Schmelzwasserspeicher (Kryomagma) in der Kruste Millionen von Jahren überdauerten. Bild über Neveu/Desch/Arizona State University.

Dies bedeutet nicht unbedingt, dass das Leben selbst jemals auf Ceres begann, aber die anfänglichen erforderlichen chemischen Wechselwirkungen könnten es zumindest haben. Eine unterirdische Versorgung mit Salzwasser unter der Oberfläche wäre eine ideale Umgebung dafür gewesen.

Die neue Studie konzentrierte sich auf die hellen Salzablagerungen im Occator-Krater. Während der Krater etwa 20 Millionen Jahre alt ist, sind die Ablagerungen erst 4 Millionen Jahre alt. Es wird angenommen, dass das Kryomagma durch den Einschlag entstanden ist, durch den Occator entstand, und es wurde ursprünglich geschätzt, dass es nach dem Einschlag nur etwa 400.000 Jahre lang flüssig bleiben konnte. Aber wenn die Lagerstätten erst etwa 4 Millionen Jahre alt sind, wie konnten dann die Schmelzwasserspeicher so lange flüssig bleiben? Um diese Frage zu beantworten, Hesse undJulie Castillo-Rogez, ein Planetenwissenschaftler am JPL, untersuchte die Krustenchemie und -physik von Ceres genauer. Wie Castillo-Rogez erklärte:

Es ist schwierig, Flüssigkeit so nah an der Oberfläche zu halten. Aber unser neues Modell enthält Materialien in der Kruste, die dazu neigen, als Isolatoren zu wirken, was mit den Ergebnissen der Dawn-Beobachtungen übereinstimmt.

Großes kegelförmiges Merkmal auf kraterüberzogener felsiger Oberfläche.

Der große KryovulkanAhuna Mons(„Einsamer Berg“) auf Ceres, der isoliert auf der Oberfläche liegt, ohne dass andere Vulkane in der Nähe sind. Bild über NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Nach ihren Berechnungen könnte das Schmelzreservoir des Kryomagmas 10 Millionen Jahre überdauert haben. Wie Hess hinzufügte:

Nun, da wir all diese negativen Rückkopplungen beim Abkühlen berücksichtigen – die Tatsache, dass Sie latente Wärme freisetzen, die Tatsache, dass die Kruste beim Erwärmen weniger leitfähig wird – können Sie argumentieren, dass, wenn das Alter gerade um ein paar Millionen Jahre könntest du es bekommen.

Die hellen Flecken, einschließlich derjenigen in Occator, befinden sich in der Regel im oder nahe dem Zentrum von Einschlagskratern, was darauf hindeutet, dass die Einschläge die Kryomagma-Reservoirs geschaffen haben, die dann durch Risse an die Oberfläche gelangten. Das salzige Wasser verdunstet und hinterlässt die Salzablagerungen.

Die neuen Erkenntnisse werden Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie sich Ceres entwickelt hatJennifer Scully, ein planetarischer Geologe am JPL:

Sie verwendeten aktuellere Daten, um ihr Modell zu erstellen. Dies wird in Zukunft helfen zu sehen, ob das gesamte an den beobachteten Lagerstätten beteiligte Material durch den Einschlag erklärt werden kann oder ob dies eine Verbindung zu einer tieferen Materialquelle erfordert. Es ist ein großer Schritt in die richtige Richtung, um diese Frage zu beantworten.

Niedrige, breite Erhebung mit Langloch in der Mitte.

Ein alter Kryovulkan namensWright Monsauf Pluto, gesehen von der Raumsonde New Horizons im Jahr 2015. Bild via NASA/JHUAPL/SwRI.

Kryovulkanismus ist im äußeren Sonnensystem ziemlich verbreitet – es ist bekannt und wird vermutet, dass er auf vielen eisigen Welten existiert, darunter Ceres, Titan, Pluto, Europa, Enceladus, Triton und andere. Diese eisige Form des Vulkanismus ahmt den „heißen“ Vulkanismus von Planeten und Monden wie Erde, Venus und Io nach und zeigt, dass selbst kleine, kalte Körper im Sonnensystem überraschend geologisch aktiv sein können – Ceres selbst ist nur 952 km lang. im Durchmesser.

Fazit: Der Zwergplanet Ceres hatte Millionen von Jahren unter der Oberfläche Schmelzwasserreservoirs mit Salzwasser (Kryomagma), so die neue Forschung. Ob sich jemals irgendeine Art von primitivem Leben entwickelt haben könnte, ist unbekannt, aber die Umwelt hätte zumindest den Beginn der Chemie ermöglichen können, die zur Bildung der Arten organischer Moleküle führen würde, die die Bausteine ​​des Lebens sind.

Quelle: Thermische Entwicklung der schlaginduzierten Kryomagmakammer unter dem Krater Occator auf Ceres

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