Oberflächenerschütterungen könnten Erdrutsche auslösen

Eine neue NASA-Studie bietet eine Erklärung dafür, wie Erdbeben die Quelle des mysteriös glatten Geländes auf Monden sein könnten, die Jupiter und Saturn umkreisen.

Viele der eisbedeckten Monde, die die Riesenplaneten in den Weiten unseres Sonnensystems umkreisen, sind bekanntermaßen geologisch aktiv. Jupiter und Saturn haben eine so starke Schwerkraft, dass sie die sie umkreisenden Körper dehnen und ziehen, was Mondbeben verursacht, die die Krusten und Oberflächen der Monde aufbrechen können. Neue Forschungsergebnisse zeigen zum ersten Mal, wie diese Beben Erdrutsche auslösen können, die zu einem bemerkenswert glatten Gelände führen.

Die Studie, erschienen in Ikarusskizziert die Verbindung zwischen Erdbeben und Erdrutschen und wirft ein neues Licht darauf, wie sich eisige Mondoberflächen und Texturen entwickeln.

Auf den Oberflächen von Eismonden wie Europa, Ganymed und Enceladus sieht man häufig steile Grate, die von relativ flachen, glatten Bereichen umgeben sind. Wissenschaftler haben die Theorie aufgestellt, dass diese Flecken aus Flüssigkeit resultieren, die aus eisigen Vulkanen fließt. Aber wie dieser Prozess funktioniert, wenn die Oberflächentemperaturen so kalt und für Flüssigkeiten unwirtlich sind, ist ein Rätsel geblieben.

Eine einfache Erklärung, die in der Studie skizziert wird, beinhaltet keine Flüssigkeit auf der Oberfläche. Wissenschaftler haben die Abmessungen der steilen Grate gemessen, von denen angenommen wird, dass sie tektonische Bruchkanten (wie auf der Erde) sind – steile Hänge, die entstehen, wenn die Oberfläche entlang einer Bruchlinie bricht und eine Seite abfällt. Indem sie die Messungen auf seismische Modelle anwendeten, schätzten sie die Kraft vergangener Mondbeben und stellten fest, dass sie stark genug sein könnten, um Trümmer zu heben, die dann bergab fallen, wo sie sich ausbreiten und die Landschaft glätten.

„Wir fanden heraus, dass die Erschütterung der Oberfläche durch Mondbeben ausreichen würde, um Oberflächenmaterial in Erdrutschen bergab stürzen zu lassen. Wir haben die Größe von Mondbeben geschätzt und wie groß die Erdrutsche sein könnten“, sagte der Hauptautor Mackenzie Mills, ein Doktorand an der Universität aus Arizona in Tucson, der die Arbeit während einer Reihe von Sommerpraktika am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien durchführte. „Dies hilft uns zu verstehen, wie Erdrutsche die Mondoberflächen im Laufe der Zeit formen könnten.“

Anstehende Untersuchungen

Die bevorstehende Europa-Clipper-Mission der NASA, die 2024 zum Jupitermond Europa fliegen soll, wird der Forschung einen erheblichen Schub verleihen und Bilder und andere wissenschaftliche Daten liefern. Nach dem Erreichen des Jupiters im Jahr 2030 wird die Raumsonde den Gasriesen umkreisen und etwa 50 Vorbeiflüge an Europa durchführen. Die Mission verfügt über eine ausgeklügelte Nutzlast von neun wissenschaftlichen Instrumenten, um festzustellen, ob Europa, von dem Wissenschaftler glauben, dass es einen tiefen inneren Ozean unter einer äußeren Eishülle enthält, Bedingungen aufweist, die für das Leben geeignet sein könnten.

„Es war überraschend, mehr darüber herauszufinden, wie stark Mondbeben sein können und dass es für sie einfach sein könnte, Trümmer den Hang hinunter zu bewegen“, sagte Co-Autor Robert Pappalardo, Projektwissenschaftler von Europa Clipper am JPL, das die Mission leitet.

Besonders überraschend waren die Modellierungsergebnisse für tektonische Aktivität und Beben auf dem Saturnmond Enceladus, einem Körper, der weniger als 3 % der Oberfläche Europas und etwa 1/650 der Erdoberfläche einnimmt. „Aufgrund der geringen Schwerkraft dieses Mondes könnten Beben auf dem winzigen Enceladus groß genug sein, um eisige Trümmer direkt von der Oberfläche in den Weltraum zu schleudern, wie ein nasser Hund, der sich abschüttelt“, sagte Pappalardo.

Wenn es um Europa geht, werden die von Europa Clipper gesammelten hochauflösenden Bilder den Wissenschaftlern helfen, die Stärke vergangener Mondbeben zu bestimmen. Die Forscher werden in der Lage sein, die jüngsten Ergebnisse anzuwenden, um zu verstehen, ob Erdbeben Eis und andere Oberflächenmaterialien bewegt haben und um wie viel. Bilder der ESA-Mission Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) werden ähnliche Informationen über Europas Nachbarmond Ganymed liefern.

„Wir hoffen, ein besseres Verständnis der geologischen Prozesse zu gewinnen, die Eismonde im Laufe der Zeit geformt haben, und inwieweit ihre Oberflächen heute noch aktiv sein könnten“, sagte Pappalardo.