Europas Chaosregionen: Viel Wasser im Eis

  • 17. November 2011

US-Geophysiker erklären die zahlreichen „Chaosregionen“ auf dem Jupitermond Europa mit großen Schmelzwasserlinsen.

Die Oberfläche der dicken Eisschicht von Europa – einem der Monde des Jupiter –wandelt sich ständig. Verantwortlich dafür sind überwiegend die „Chaosregionen“: stark zerklüftete, zirkuläre Gebiete, deren Entstehung bislang kaum verstanden ist. Geophysiker um Britney Schmidt von der University of Texas in Austin stellen nun ein neues Modell vor, das ein komplexes Zusammenspiel des flüssigen Ozeans, darunter liegender Vulkane und der bis zu zehn Kilometer dicken Eisschicht darüber zu erklären versucht.

Abb.: Ausschnitt von Conamata Chaos: Die zerklüftete Eisoberfläche ist mit Verunreinigungen bedeckt, hier mit Auswürfen eines nahen Einschlagkraters. (Bild: Nasa / Galileo)

Abb.: Ausschnitt von Conamata Chaos: Die zerklüftete Eisoberfläche ist mit Verunreinigungen bedeckt, hier mit Auswürfen eines nahen Einschlagkraters. (Bild: Nasa / Galileo)

Demnach wird oberhalb des vulkanisch erwärmten Ozeans auch das Eis an der Basis von Europas Eispanzer erwärmt und beginnt durch seine geringere Dichte pilzförmig aufzusteigen – ähnlich kann man das in einer Lavalampe beobachten. Langsam steigt der Druck über dem aufsteigenden Material und der Eispanzer erreicht irgendwann seinen Druckschmelzpunkt, wodurch eine Schmelzwasserlinse entsteht und die Oberfläche darüber lokal absinkt. Oberhalb der Linse kann das Eis naturgemäß aber nur spröde auf Verformungen reagieren, wodurch nun lange Klüfte zwischen einzelnen Eisschollen entstehen, die an kalbende Eisberge irdischer Gletscher erinnern. Schließlich beginnt das Wasser der Schmelzwasserlinse erneut zu frieren, was Teile der Eisschollen anhebt und aus der vormaligen Senke hervortretende Hügelketten bildet.

Das Modell versucht, gleich mehrere hervorstechende und scheinbar widersprüchliche Eigenschaften bekannter Chaosregionen zu vereinen. Dazu gehört das 95 Kilometer breite Thera Macula, das überwiegend unter das Höhenniveau der umgebenden Eisoberfläche gesunken ist. Die Forscher vermuten deshalb, eine relativ junge und noch flüssige Schmelzwasserlinse darunter, deren Volumen dem der Ostsee entspricht. Dagegen liegt die Oberfläche im deutlich größeren Conamara-Chaos durchschnittlich hundert Meter über dem regionalen Höhenniveau. Das deutet darauf hin, dass die Struktur bereits älter ist und der darunter liegende Wasseranteil erneut unter Volumenzunahme gefror.

Die Geophysiker vergleichen diese Prozesse mit denen irdischer Gletscher. Demnach bilden sich über den vergletscherten Vulkanen Islands ebenfalls Schmelzwasserlinsen, was die darüber liegende Eisschicht stark zerklüftet und absinken lässt. Da isländische Gletscher jedoch räumlich begrenzt sind, ergießt sich das Wasser irgendwann in die Umgebung, wo auf Europa nur der Aufstieg in oberflächennahe und spröde Eisschichten bleibt. Hier bietet der antarktische Eisschild ein Vorbild: Wenn etwa salzhaltiges Wasser durch den Gletscherrand eindringt und ihn durchströmt, reichert es Verunreinigungen an wodurch es seine Scherfestigkeit verliert.

Karl Urban

PH

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