Saturnmond Enceladus: Beheizter Ozean unter dem Eis

Enceladus ist einer der größten Saturnmonde. Unter seinem Eispanzer vermuten Forscher einen Wasserozean, der möglicherweise die richtigen Bedingungen für organisches Leben bietet. Ein begünstigender Faktor dafür ist die hydrothermale Aktivität des Eismondes, deren Ursachen Wissenschaftler gegenwärtig auf den Grund gehen.

Motor für die hydrothermale Aktivität könnte Wärme aus der Reibung von Gestein sein. Die Reibung wird durch starke Gezeitenkräfte des Saturns ausgelöst. Voraussetzung für die weiteren Effekte: Der Mond müsste einen porösen Kern haben. Dann könnte Wasser des darüber liegenden Ozeans in den Kern eindringen und durch Reibungswärme erhitzt werden. Das legt eine Computersimulation nahe, die im Rahmen der europäisch-amerikanischen Cassini-Huygens-Mission entstanden ist.

Bereits 2015 zeigten die Wissenschaftler, dass es hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus geben muss. Enceladus schleudert aus Eisvulkanen feinste Gesteinskörner in riesigen Fontänen aus Gas und Wassereis in den Weltraum. Die Raumsonde Cassini erfasste diese Partikel. Sie stammen vom Grund eines über 50.000 Meter tiefen Ozeans, der sich unter einer drei bis 35 Kilometer dicken Eiskruste erstreckt.

Wasser auf über 90 Grad Celsius erwärmt

Doch wie gelangen die Gesteinspartikel an die Oberfläche des Eismondes? Die neue Computersimulation zeigt, dass die Reibungswärme sehr effizient auf das durch den Kern spülende Wasser übertragen und dieses auf über 90 Grad Celsius erwärmt wird. Einige Bestandteile des Gesteinskerns werden im erhitzten Wasser gelöst. Die hydrothermalen Fluide strömen an bestimmten Punkten wieder in den Ozean – den Hotspots. Durch die Abkühlung fallen Teile des gelösten Materials als feine Partikel aus und werden mit dem warmen Wasser an die Ozeanoberfläche transportiert. Die Hotspots liegen bevorzugt an den Polen von Enceladus.

Durch Spalten in der unterschiedlich dicken Eisschicht des Mondes kann das Wasser sogar bis nahe an die Mondoberfläche aufsteigen. Dort werden die mikroskopisch kleinen Gesteinskörner aus dem Kern zusammen mit Eispartikeln ins All geschleudert – wo sie von den Instrumenten der Raumsonde Cassini erfasst wurden.

Die Untersuchungen unter Federführung der Universität Nantes (Frankreich) und mit Beteiligung einer Forschungsgruppe der Uni Heidelberg zeigen auch, dass nur mit dieser Wärmequelle im Kern der flüssige Ozean aufrecht gehalten werden kann. Sonst würde er in weniger als 30 Millionen Jahren komplett ausfrieren.

Die Cassini-Huygens-Mission wurde 1997 als gemeinsames Projekt der NASA und der ESA sowie der italienischen Raumfahrtagentur ASI gestartet. Ziel war es, neue Erkenntnisse über den Gasplaneten Saturn und seine Monde zu gewinnen. Von 2004 an umkreiste die Raumsonde Cassini den Saturn, bis die Mission im September dieses Jahres mit dem Eintritt der Sonde in die Saturnatmosphäre endete.