Hinweise auf Flüssigkeiten auf der Pluto-Oberfläche

San Antonio (USA) – Der Zwergplanet Pluto überrascht die Wissenschaft erneut: Ein internationales Forschungsteam hat erstmals Hinweise darauf gefunden, dass erst vor geologisch kurzer Zeit flüssiger Stickstoff an die Oberfläche des fernen Himmelskörpers gelangt sein könnte.

Wie das Team um Alan Stern vom Southwest Research Institute (SwRI) aktuell im „Planetary Science Journal“ (DOI: xxx) berichtet, bilden Aufnahmen der NASA-Raumsonde „New Horizons“ die Grundlage der neuen Entdeckung. Die zeigen Strukturen, die darauf hindeuten, dass flüssiger Stickstoff durch Risse unterhalb des gewaltigen Gletschers Sputnik Planitia aufgestiegen sein und dort charakteristische dunkle Strukturen hinterlassen haben.

Dunkle Spuren im Herz des Zwergplaneten

Im Mittelpunkt der Untersuchung steht die Sputnik Planitia – der riesige Stickstoffgletscher, der den größten Teil der markanten herzförmigen Region auf Pluto bildet. Das gefrorene Stickstoffbecken, erstreckt sich über fast 880.000 Quadratkilometern und ist damit fast zweieinhalbmal so groß wie Deutschland.

Bereits die Aufnahmen von „New Horizons“ aus den Jahren 2015 und 2016 zeigten im nördlichen Bereich der Ebene riesige Konvektionszellen sowie schmale dunkle Linien und diffusere dunkle Flecken. Diese rätselhaften Strukturen wurden nun erneut analysiert.

Nach Auffassung von Stern, Kolleginnen und Kollegen sprechen die Beobachtungen dafür, dass diese Bereiche zeitweise von einer Flüssigkeit benetzt wurden – höchstwahrscheinlich von flüssigem Stickstoff. Sollte sich diese Interpretation bestätigen, wäre dies der erste Nachweis dafür, dass in jüngerer Vergangenheit Flüssigkeiten auf der Oberfläche Plutos geflossen sind.

Flüssiger Stickstoff statt Regen

Aufgrund der extrem niedrigen Temperaturen und des äußerst dünnen Atmosphärendrucks kann auf Pluto kein Stickstoffregen entstehen. Dennoch weisen die dunklen Oberflächenmuster eine auffällige Ähnlichkeit zu Bereichen auf irdischen Gletschern auf, die durch Regen oder aus dem Untergrund austretendes Wasser befeuchtet wurden.

Um diese Vermutung zu überprüfen, verglichen die Wissenschaftler die Pluto-Aufnahmen mit Bildern des grönländischen Eisschildes, die vom NASA-Satelliten „Landsat 9“ aufgenommen wurden. Dort treten vergleichbare dunkle Linien überall dort auf, wo flüssiges Wasser Schnee und Eis durchfeuchtet. Die Ähnlichkeit der Muster legt nahe, dass auf Pluto flüssiger Stickstoff aus dem Untergrund an die Oberfläche gelangt sein könnte und dort die Stickstoffeisdecke benetzte.

Junge Landschaft spricht für aktuelle Prozesse

Die Oberfläche der Sputnik Planitia gilt als außergewöhnlich jung. Modellrechnungen zufolge wird sie durch ständige Konvektionsbewegungen im Eis regelmäßig erneuert und dürfte weniger als eine Million Jahre alt sein.

Damit müssen auch die beobachteten dunklen Strukturen innerhalb dieses vergleichsweise kurzen Zeitraums entstanden sein. Für die Forscher spricht dies dafür, dass die zugrunde liegenden Prozesse nicht nur urgeschichtliche Relikte darstellen, sondern bis in die jüngere Vergangenheit – möglicherweise sogar bis heute – aktiv gewesen sein könnten.

Bereits frühere Untersuchungen hatten Hinweise auf einstige Flüssigkeitsbewegungen auf Pluto geliefert. Die neue Studie geht jedoch einen entscheidenden Schritt weiter: Sie liefert erstmals Indizien dafür, dass sich auch heute oder zumindest in geologisch jüngster Zeit flüssiger Stickstoff unter dem gewaltigen Gletscher befinden könnte.

Computermodelle liefern mögliche Erklärung

Ergänzend zu den Beobachtungen entwickelten die Wissenschaftler Computermodelle, um die Prozesse im Inneren der Sputnik Planitia zu simulieren. Demnach kann das kilometerdicke Stickstoffeis an seiner Basis unter bestimmten Bedingungen schmelzen und flüssigen Stickstoff bilden. Dieser könnte anschließend durch schmale Kanäle oder Röhren – vergleichbar mit Lava- oder Geyserkanälen – aufgrund von Auftrieb oder Druck aus tieferen Schichten bis an die Oberfläche transportiert werden. Dort angekommen bliebe der flüssige Stickstoff lange genug stabil, um entlang leichter Hangneigungen über die Oberfläche zu fließen. Dabei würde er die charakteristischen dunklen Spuren erzeugen, die auf den Bildern von New Horizons zu erkennen sind.

Bedeutung auch für andere Welten

Nach Ansicht der Forscher eröffnet die Entdeckung neue Perspektiven für das Verständnis von Stickstoff unter extremen Bedingungen. Insbesondere die physikalischen Eigenschaften von festem Stickstoff bei sehr tiefen Temperaturen und unter mechanischer Belastung seien bislang kaum experimentell untersucht worden.

Darüber hinaus könnte der beschriebene Mechanismus auch andere Phänomene im äußeren Sonnensystem erklären. So halten die Autoren es für möglich, dass ähnliche Prozesse hinter den Stickstoff-Geysiren auf Neptuns Mond Triton stehen könnten, die einst von der Raumsonde „Voyager 2“ beobachtet wurden.

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Allerdings bleibt offen, ob vergleichbare Vorgänge auch in anderen Regionen Plutos stattfinden. Mehr als die Hälfte der Oberfläche des Zwergplaneten wurde bislang nicht in hoher Auflösung kartiert. Weitere detaillierte Untersuchungen Plutos sowie anderer Objekte des Kuipergürtels könnten künftig zeigen, ob auf diesen eisigen Welten ebenfalls verborgene Flüssigkeiten unter kilometerdicken Eisschichten zirkulieren und gelegentlich ihren Weg an die Oberfläche finden.

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Recherchequelle: SwRI

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Andreas Müller

Fachjournalist Anomalistik | Autor | Publizist

Andreas Müller ist ein deutscher Kornkreis- und UFO-Forscher, Journalist, Autor und Publizist mit dem Schwerpunkt Anomalistik. Mehr erfahren (Wikipedia)