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Sonntag, 04.12.2016
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Europa: Meeresströmungen unter dem Eis entdeckt

Regionale Wärmeströme könnten Risse im Eis des Jupitermonds erklären

Der Jupitermond Europa besitzt nicht nur einen flüssigen Ozean unter seiner Eiskruste. Wie sich jetzt zeigt, gibt es dort auch regionale warme und kalte Strömungen, ähnlich wie in unseren irdischen Meeren. Sie könnten verantwortlich dafür sein, dass die Eiskruste Europas besonders viele Risse und Spalten in Äquatornähe hat, denn dort steigen die warmen Strömungen auf, so die Forscher im Fachmagazin "Nature Geoscience".
Jupitermond Europa: Vor allem in Äquatornähe ist die Eiskruste von Rissen und Spalten durchsetzt.

Jupitermond Europa: Vor allem in Äquatornähe ist die Eiskruste von Rissen und Spalten durchsetzt.

Der Jupitermond Europa ist eine bizarre Schönheit: Ein filigranes Netz kilometerlanger Furchen zerschneidet seine äußere Eisschicht wie die Risse in einem alten Ölgemälde. Besonders stark ausgeprägt ist das eigenwillige Muster im Bereich des Äquators. Mindestens ebenso faszinierend wie die auffällig zerklüftete Eisschicht des Jupitermondes Europa ist, was sich darunter verbirgt: ein unterirdischer Salzwasserozean, der durch Gezeitenkräfte und die im Inneren des Mondes gespeicherte Wärme eisfrei gehalten wird.

Bereits 1998 legten Messungen des Magnetometers an Bord der NASA-Raumsonde Galileo die Existenz der schwer zugänglichen Wassermassen nahe. Bis heute sind jedoch viele ihrer Eigenschaften unbekannt – etwa, ob dort Bedingungen herrschen, die das Entstehen von Leben ermöglichen könnten. Neue Modellrechnungen von Wissenschaftler von der University of Texas at Austin (USA) und dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) erlauben nun einen Blick unter die Eisdecke.

Aufsteigende Wärme am Äquator


Ihre Simulationen offenbaren, welche Strömungen im Ozean herrschen: „Die Bewegungen in Europas Ozean werden durch Temperaturunterschiede angetrieben“, erklärt Johannes Wicht vom MPS. Wärmeres und darum leichteres Wasser steigt nach oben, kälteres Wasser sinkt hinab. Forscher bezeichnen diese Bewegung, die in gleicher Weise etwa beim Kochen von Nudelwasser auftritt, als Konvektion. Sie transportiert Wärme aus den Tiefen des Ozeans nach außen. „Unsere Computersimulationen zeigen, dass die Konvektion in der Äquatorregion stärker ist als an den Polen. Darum ist das Wasser in niedrigen Breiten wärmer und die Eisdecke wird effektiver geheizt“, fasst Wicht die neuen Ergebnisse zusammen.


Die neuen Simulationen zeigen, dass das Wasser in Europas Äquatorregion wärmer ist, als an den Polen.

Die neuen Simulationen zeigen, dass das Wasser in Europas Äquatorregion wärmer ist, als an den Polen.

Ob und wie genau diese Wärme die Risse in der Eisschicht verursacht, ist noch nicht endgültig geklärt. Möglicherweise spielt dabei nicht nur die höhere Temperatur eine Rolle. Das von unten gewärmte Eis hat zusätzlich einen geringeren Salzgehalt. „Beides sorgt dafür, dass dieses Eis leichter ist als die darüber liegende Schicht und zur Oberfläche drängt“, so Wicht. Die Bewegungen im Eis führen wahrscheinlich zu den Brüchen und Rissen.

Jetstreams aus Wasser


In ihren Rechnungen berücksichtigten die Forscher, dass im Wesentlichen zwei Effekte die Art der Wasserströmungen im unterirdischen Ozean bestimmen: Zum einen steigt wärmeres Wasser aus dem Inneren des Mondes nach oben, zum anderen wirkt sich die Rotation des Mondes aus: Die Corioliskraft lenkt diese Ströme ab. „Wie genau das Wasser fließt, ergibt sich aus dem Zusammenspiel beider Einflüsse“, so Wicht. „In Europas Ozean scheint sich die Corioliskraft weniger stark auszuwirken, als bisher angenommen“, so der Physiker. „Darum unterscheiden sich unsere neuen Computermodelle entscheidend von ihren Vorgängern.“

Neben den Wasserbewegungen in radialer Richtung fanden die Forscher auch drei ausgeprägte Strömungen, die weitestgehend parallel zu den Eisdecken in West- beziehungsweise
Ostrichtung verlaufen: Am Äquator fließt das Wasser nach Westen, in den Polregionen nach Osten. „Auf der Erde finden sich im Meer ähnlich verlässliche Strömungen, wie etwa der Golfstrom“, so Wicht. Ob auch diese sogenannten Jetstreams Auswirkungen auf die darüber liegende Eisdecke haben, ist unklar. (Nature Geoscience, 2013; doi:10.1038/ngeo2021)
(Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung , 05.12.2013 - NPO)
 
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