In einer wegweisenden Publikation im Fachmagazin Science hat das Wissenschaftsteam der NASA-Sonde New Horizons den endgültigen Beweis erbracht, dass Pluto geologisch hochaktiv ist. Die weitläufige Stickstoffeis-Ebene Sputnik Planitia wird durch thermische Konvektionsströme aus dem Inneren des Himmelskörpers kontinuierlich umgewälzt.

Bei Oberflächentemperaturen von rund 40 Kelvin (minus 233 Grad Celsius) verhält sich Stickstoffeis plastisch. Angetrieben von der Zerfallswärme radioaktiver Elemente im Gesteinskern erwärmt sich tief liegendes Eis, steigt in mächtigen Strömen empor und sinkt an den Rändern polygonaler Bruchlinien wieder ab.

Rayleigh-Bénard-Konvektion am Rand des Sonnensystems

Die Studie löst das Rätsel um die 20 bis 40 Kilometer breiten Eiszellen auf Pluto. Ihre Zentren sind im Vergleich zu den Rändern um mehrere Dutzend Meter aufgewölbt – ein klassisches Kennzeichen aufsteigender Konvektionszellen.

Geologische Kennzahlen der Pluto-Stickstoffebene
Parameter Messwert Irdischer Vergleich Wissenschaftliche Tragweite
Tiefe der Konvektionsschicht 8 bis 10 Kilometer Oberer Erdmantel Erlaubt stetige Oberflächenerneuerung
Umwälzungszeitraum 500.000 – 1.000.000 Jahre Ozeanbodenspreizung Erklärt Fehlen von Einschlagkratern
Wärmefluss aus dem Kern 2,5 bis 3,2 mW/m² Kontinentale Kruste Beweist langlebigen Isotopenzerfall
Eiszusammensetzung 98,5% N₂, 1,2% CH₄, 0,3% CO Polareisdecken Bestimmt Fließfähigkeit und Viskosität

Bedeutung für die Astrobiologie im Kuipergürtel

Die Entdeckung widerlegt die alte Annahme, dass ferne Zwergplaneten starre Eisblöcke sind. Die Wärmereserven reichen aus, um komplexe geologische Kreisläufe und potenziell flüssige Ozeane unter der Eiskruste zu unterhalten.

“Pluto hat die Planetenforschung revolutioniert. Zäh fließende Gletscher fünf Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt beweisen, dass geologisches Leben auch in eisiger Dunkelheit existiert.”

Die NASA hat die Daten im Planetary Data System archiviert, um künftigen Missionen ins äußere Sonnensystem als Referenz zu dienen.

Sources

NASA New Horizons Pluto Planetenforschung Astronomie Sputnik Planitia Weltraum