Pluto und Charon – ein Blick auf geologisch aktive Himmelskörper

BLOG: Mente et Malleo

Mit Verstand und Hammer die Erde erkunden
Mente et Malleo

Ich muss es zugeben, ich mag Raumfahrt. Ich finde es immer spannend, auf die Oberfläche fremder Welten zu blicken. Von daher war der 14. Juli 2915 (den Fluxkompensater wieder einpackend) 2015 natürlich genau richtig für meinen Geschmack. Die ersten Bilder, die uns die Raumsonde New Horizons vom Zwergplaneten Pluto sendete, sind wirklich beeindruckend. Eine Welt, wie ich sie mir nur schwer vorstellen kann.
Da wäre einmal das grob herzförmige Gebiet, das offiziell inoffiziell Tombaugh Regio heißt, nach dem Entdecker von Pluto, Clyde Tombaugh.

New Horizons Flyby of Pluto
Pluto, aus 768,000 Kilometern Entfernung vom Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) an Bord der Sonde New Horizons aufgenommen am 13. Juli 2015, 2015. Foto: NOAA/NASA GOES Project

Wenn man genauer hinsieht, kann man Berge erkennen. Hohe Berge, ungefähr 3000 bis 3500 m hoch. Das wäre auch für irdische Verhältnisse ein ganz anständiger Berg,manche in unseren Alpen sind nicht höher. Außerdem; Pluto ist sehr viel kleiner als die Erde (2.370 Kilometer Durchmesser; die Erde hat über 12.000 Kilometer Durchmesser).
Vermutlich bestehen diese Berge aus Wassereis, das unter den Bedingungen des Pluto so hart ist wie hier auf der Erde Fels. Möglicherweise mit einem dünnen Überzug aus gefrorenem Methan und Stickstoff. Aber selbst wenn Eis auf dem Pluto enorm fest ist und Berge bilden kann, wie sind diese Berge entstanden? Sind es Eisvulkane? Kryovulkanismus könnte sicher derartige Berge bilden. In Frage könnten vielleicht auch Geysire kommen, die Gasfontänen spucken.

First Ever High Resolution View of Pluto's Surface
Eisige Bergwelten auf Pluto, aufgenommen aus 770 000 Kilometern Entfernung. Image Credit: NASA-JHUAPL-SwRI

Noch etwas fällt auf. Eigentlich dürfte man bei einem Planeten mit fester Oberfläche eine kraterbedeckte Landschaft erwarten. Doch die bergige Region ist fast ohne Krater. Das deutet auf eine vergleichsweise junge Oberfläche hin. Irgendetwas hat also nicht nur die Berge geformt, es hat auch Krater verschwinden lassen. Pluto ist also geologisch allem Anschein nach ein recht aktiver Planet. Die Oberfläche in der Region wird auf rund 100 Millionen Jahre geschätzt, wobei fraglich ist, ob und wie die Einschlagrate so weit draußen im Sonnensystem eigentlich aussieht. Aber 100 Million Jahre sind geologisch gesehen keine sehr lange Zeit. Was treibt die Geologie auf Pluto an? Pluto ist die erste Eiswelt, die wir besuchen, und die nicht um einen Riesenplaneten kreist. Bei den Monden von Jupiter oder Saturn ist die Sache einfacher. Die Gezeitenkräfte der Riesenplaneten erzeugen unter den eisigen Oberflächen ihrer Monde Wärme und treiben so die dortige geologische Aktivität an.

Pluto Earth Moon Comparison
Pluto im Vergleich zur Erde und zum Mond. Ein Zwergplanet eben….. By Tom.Reding [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0), Public domain, GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons

Nur bei Pluto hilft uns das nicht viel. Nun hat Pluto zwar einen vergleichsweise (zu Pluto) recht großen Mond, Charon. Aber beide Himmelskörper weisen eine gebundene Rotation auf, das heißt, sie zeigen sich stets die selbe Seite. Ich vermute, Gezeitenkräfte sind hier wohl nicht für die geologische Aktivität verantwortlich. Charon, der mit seinen 1,207 Kilometern Durchmesser im Verhältnis zu Pluto wirklich recht groß ist.Vielleicht müssen wir unser Bild von den geologischen Aktivitäten auf Eiswelten noch einmal überdenken.

Eigentlich ist Charon weniger ein Mond, denn ein kleiner Geschwister-Himmelskörper. Auch hier fallen die Krater auf, oder besser gesagt, ihre Abwesenheit. Demnach ist wohl auch Charons Oberfläche vergleichsweise jung. Gut zu erkennen ist die dunkle Region oben im „Norden“. Sie wurde „Mordor“ genannt (was ich wieder ziemlich lustig finde). Was immer sie so dunkel erscheinen lässt, ist vermutlich nur ein relativ dünner Überzug. Kleine Krater dort erscheinen hell, sie haben vermutlich die dunkle Schicht durchschlagen.

Die südliche Hemisphäre Charons erscheint glatter und ist vermutlich jünger. Auch hier ein Hinweis auf geologische Aktivität und eine Erneuerung der Oberfläche vor nicht allzu langer Zeit (geologisch gesehen).
Charon scheint einiges durchgemacht zu haben. Eine lange Region mit Klippen zieht sich knapp 1000 Kilometer quer über seine Oberfläche. Das deutet für mich eventuell auf intensive Bruchtektonik durch interne Prozesse hin. Vergleichbares gilt für das Gebiet oben rechts am Rand des Mondes. Hier deutet sich ein mächtiger Canyon an, der vermutlich mehrere Kilometer tief ist.

Charon!
Charon, mit der dunklen region Mordor (wo die Schatten drohen). Beachtlich auch die zerklüftete n Gebiete unterhalb vom Äquator und am rechten oberen Rand (rechts hinter Mordor). Foto: NASA-JHUAPL-SwRI

Diese Bilder waren noch recht hoch komprimiert, besser aufgelöste sollen noch folgen. Ich bin jetzt schon gespannt, was uns Pluto, Charon und die anderen seiner Monde noch für Geheimnisse enthüllen.
Im Netz ist einiges an Aktivitäten zu finden. Manche haben aus den bislang erhaltenen Bildern sogar animierte Sequenzen erzeugt, wie z.B. Matthias Malmer.

Gunnar Ries

Gunnar Ries studierte in Hamburg Mineralogie und promovierte dort am Geologisch-Paläontologischen Institut und Museum über das Verwitterungsverhalten ostafrikanischer Karbonatite. Er arbeitet bei der CRB Analyse Service GmbH in Hardegsen. Hier geäußerte Meinungen sind meine eigenen

7 Kommentare

  1. …”das offiziell Tombaugh Regio heißt”…

    Offiziell nicht, meiner Info nach ist das zunächst mal nur die Bezeichung, auf die sich das NH Team geeinigt hat. Offiziell kann es nur die IAU machen, und das dauert. Meiner Meinung nach ist der Vorschlag absolut unterstützenswert – und diesmal wurde ja auch keine längst bekannte Formation eigenmächtig umbenannt (a la Aeolis Mons – “Mount Sharp”).

    Sollte sich da in den letzten Stunden etwas in Hinsicht “offiziell” getan haben, bitte ich um Berichtigung!

  2. Von daher war der 14. Juli 2915 natürlich genau richtig für meinen Geschmack.

    Hm… ich frage mich gerade, ob und wenn ja, unter welchem Namen ich zu der Zeit wohl diese Welt bewohnen werde? – Aber wissen kann ich es erst, wenn es soweit ist. Aber bis dahin sind ja noch 900 Jahre Zeit… 🙂

    Ansonsten ein interessanter Beitrag.

  3. Kann es auf einem Eisplaneten überhaupt Krater geben?
    Denn die Energie bei einem Einschlag könnte doch Eis zum Schmelzen bringen

    • Nachtrag:
      Schmelz-/Verdampfungsereignisse durch Meteoritenseinschläge könnten auch die Höhe der Eisberge erklären: Ab einer bestimmten Höhe werden Berge durch Überschwemmungen kaum noch beeinträchtigt – aber jeder Schneefall fügt eine neue Höhenschicht hinzu.

      • Karl Urban hat es ja auch schon gesagt. Das Eis auf Pluto ist mit unserem “normalen” irdischen Eis nur schwer zu vergleichen. Auf der Erde würde unser Eis wohl keine stabilen 3500 m hohen Berge bilden. Es würde anfangen, zu zerfließen. Eis verformt sich plastisch, das ist das Geheimnis irdischer Gletscher. Das Eis unter den Temperaturbedingungen auf Pluto ist deutlich härter, es ähnelt da mehr unseren silikatischen Gesteinen und ist vermutlich auch nicht plastisch. Sonst könnten so steile Berge nicht bestehen.
        Auch im Eis kann man Krater erzeugen, wie man auf anderen Himmelskörpern aus Eis unschwer erkennen kann. Die Hitze eines Impakts erzeugt zwar kurzzeitig flüssiges Wasser, aber nur lokal (das passiert übrigens auch bei normalen silikatischen Gesteinen. Es bildet sich eine Impaktschmelze).

    • Ich wäre mit solchen Aussagen vorsichtig. Die Oberflächentemperatur von Pluto liegt im Bereich von 40 Kelvin, also -230 Grad Celsius. Das ist nicht das Eis, das wir aus der Antarktis kennen. Von seinen Eigenschaften ist es einem irdischen Gestein näher.

      Dazu ist das Sonnensystem ja recht gut gefüllt mit Himmelskörpern, die überwiegend aus Eis bestehen. Auf Kallisto oder Enceladus gibt es Einschlagskrater, sogar auf Europa.

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