Plutos „Sanddünen“ bestehen nicht aus Sand - dies sind Granulate aus gefrorenem Methan

Im Juli 2015 ging die interplanetare Station New Horizons in die Geschichte ein, nachdem sie ihren ersten Flug an Pluto vorbei gemacht hatte. Während des Fluges sammelte die Sonde Berge von Daten auf der Oberfläche von Pluto, seiner Zusammensetzung, Atmosphäre und dem Satellitensystem. Er präsentierte uns auch atemberaubende Bilder des „Herzens“ von Pluto, seiner gefrorenen Ebenen, Gebirgszüge und der mysteriösen „ stacheligen Ebene “.

Diese seltsamen Merkmale zeigten zunächst, wie sehr sich die Oberfläche von Pluto von der Erde und anderen Planeten des inneren Sonnensystems unterscheidet. Es ist lustig, dass sie auch gezeigt haben, wie diese ferne Welt der Erde ähnelt. In einer neuen Studie bemerkte beispielsweise ein Team von Wissenschaftlern, die Bilder aus den New Horizons verarbeiteten, „Dünen“ auf der Oberfläche von Pluto, die den Sanddünen der Erde ähneln.

Die Studie hieß "Dunes on Pluto" und wurde kürzlich in der Zeitschrift Science veröffentlicht. Es wurde von Matthew Telfer, Professor für physikalische Geographie an der Universität von Plymouth, geleitet und umfasste die Geologen Eric Parteli von der Universität zu Köln und Jani Radebauch von der Brigham Young University.


Kleine Flecken in der Sputnik-Ebene wurden aufgrund ihrer Rechtwinkligkeit zu den dunklen „Windstreifen“ als Querdünen erkannt.

Sie wurden von Mitgliedern des Carl Sagan Center des SETI-Instituts, des NASA Ames Research Center, des Lowell Observatory, des Southwestern Research Institute, des Nationalen Observatoriums für optische Astronomie, des Massachusetts Institute of Technology, des Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory und vieler anderer Universitäten unterstützt.

Dünen auf der Erde werden aus vom Wind weggeblasenem Sand gebildet, der sich in der Wüste oder entlang der Strände wiederholt. Das gleiche Phänomen wird entlang von Flüssen und Schwemmlandebenen beobachtet, wo Wasser schließlich Mineralablagerungen hinterlässt. In all diesen Fällen erscheinen die Dünen aufgrund des Transports fester Partikel in einem sich bewegenden Medium (in Luft oder Wasser). Außerhalb der Erde wurden solche Phänomene auf dem Mars, dem Titan und sogar auf dem Kometen Churyumov-Gerasimenko beobachtet.

Bei der Untersuchung von Bildern, die mit der New Horizons-Sonde aufgenommen wurden, stellten Telfer und Kollegen jedoch ähnliche Formationen in der Sputnik-Ebene auf Pluto fest. Diese Region, die den westlichen Teil der herzförmigen Tombo-Region bildet , ist im Wesentlichen ein massives Eisreservoir. Forscher haben bereits festgestellt, dass seine Oberfläche aus unregelmäßigen Polygonen zu bestehen scheint, die durch Vertiefungen begrenzt sind, die als Zeichen für das Vorhandensein konvektiver Zellen dienen können .

Wie Dr. Telfer uns per Mail erklärte:

„Bereits in den ersten Tagen bemerkten wir Merkmale, die Dünen ähnelten, aber im Laufe der Zeit und mit dem Empfang einer zunehmenden Anzahl von Bildern wurden die meisten immer weniger überzeugend. Mit jedem Durchgang wurde jedoch ein Bereich überzeugender. Wir berichten über sie. “

Ein weiteres interessantes Merkmal sind die mehreren Kilometer langen dunklen Bäche, die in eine Richtung ausgerichtet sind. Die vom Telfer-Team entdeckten Merkmale waren ebenso interessant - sie sahen aus wie Dünen, die senkrecht zu den Windstreifen verlaufen. Dies deutet darauf hin, dass die Dünen quer verlaufen - diejenigen, die aus den langen Winden in der Wüste entstehen.


Bilder von der New Horizons-Sonde zeigen Muster auf der Oberfläche von Pluto, die als Dünen gelten.

Um die Plausibilität einer solchen Hypothese zu bestimmen, bauten die Forscher Modelle, die die Art der Partikel berücksichtigen, aus denen diese Dünen bestehen könnten. Sie kamen zu dem Schluss, dass Granulate, die durch typische Winde transportiert werden können, aus Methan oder Stickstoffeis bestehen könnten. Dann simulierten sie die Physik der Winde von Pluto, die stärker wehen sollten und von den Berghängen rund um die Sputnik-Ebene absteigen sollten.

Sie stellten jedoch auch fest, dass die Winde auf Pluto nicht stark genug sein konnten, um diese Partikel unabhängig voneinander zu bewegen. Die Sublimation spielt bei diesem Prozess eine große Rolle - wenn das Oberflächeneis bei Erwärmung durch Sonnenlicht von der festen Phase in die gasförmige Phase übergeht. Ein solcher Prozess würde die Kraft liefern, die vertikal nach oben wirkt und notwendig ist, um Partikel von einem Ort zu heben, wonach die Winde von Pluto sie bereits tragen und auf der Oberfläche streuen könnten.

Wie Tefler erklärte, wurde diese Schlussfolgerung dank der enormen Unterstützung seines Teams ermöglicht, die größtenteils vom Team für Geologie, Geophysik und der Aufnahme von Bildern der Mission New Horizons bereitgestellt wurde:

„Nachdem wir eine räumliche Analyse durchgeführt hatten, die uns davon überzeugt hatte, dass es sich wirklich um Dünen handeln könnte, hatten wir die großartige Gelegenheit, mit Eric Parteli aus Köln zusammenzuarbeiten. er demonstrierte uns an seinen Modellen, dass solche Dünen nur gebildet werden sollten, wenn das Granulat zuerst in die Luft steigt. Das New Horizons-Team hat uns sehr geholfen und darauf hingewiesen, dass gemischtes Stickstoff- und Methaneis Methaneisgranulat bei der Sublimation von Eis anheben sollte. “


Vergleich der Merkmale von Dünen auf Pluto, Erde und Mars

Diese Studie zeigte nicht nur, wie Pluto, eines der am weitesten entfernten Objekte im Sonnensystem, der Erde ähnelt, sondern auch, wie aktiv seine Oberfläche ist. "Dies zeigt uns nicht nur, dass die Oberfläche von Pluto die Atmosphäre beeinflusst, sondern auch den gegenteiligen Effekt", sagte Telfer. "Wir haben eine sehr dynamische Oberfläche des Planeten gefunden, die sich bisher im Sonnensystem befindet."

Darüber hinaus hilft das Verständnis, wie sich unter den Bedingungen von Pluto Dünen bilden können, Wissenschaftlern, ähnliche Merkmale zu interpretieren, die sie an anderer Stelle im Sonnensystem finden. Zum Beispiel plant die NASA, in den nächsten zehn Jahren eine Mission an Titan zu senden, um die vielen interessanten Oberflächenmerkmale, einschließlich der Dünen, zu erkunden. Außerdem werden viele Missionen geschickt, um den Roten Planeten zu studieren, bis die Menschen in den 2030er Jahren irgendwohin fliegen.

Das Wissen darüber, wie diese Formationen entstanden sind, wird uns helfen, die Dynamik des Planeten zu verstehen und tiefere Fragen zu den Prozessen zu beantworten, die auf seiner Oberfläche stattfinden.