Wissenschaftler haben einen faszinierenden neuen Blick auf die Entstehung der Landschaft des Zwergplaneten Pluto geworfen. Ein Team internationaler Forscher, darunter Dr. Adrienne Morison von der University of Exeter, hat gezeigt, wie sich in einem der größten Krater des Planeten, Sputnik Planita, riesige Eisformationen gebildet haben. Sputnik Planitia, vielleicht das auffälligste Merkmal auf Plutos Oberfläche, ist ein Einschlagskrater, der aus einer hellen Ebene besteht, die etwas größer als Frankreich ist und mit Stickstoffeis gefüllt ist.
In der neuen Studie verwendeten Wissenschaftler ausgeklügelte Modellierungstechniken, um zu zeigen, dass diese polygonalen Eisformen durch Eissublimation gebildet werden, ein Phänomen, bei dem festes Eis in ein Gas umgewandelt werden kann, ohne sich in eine Flüssigkeit zu verwandeln. Das Forschungsteam zeigte, dass die Sublimation von Stickstoffeis die Konvektion im Eisschild von Sputnik Planitia fördert und seine Oberfläche kühlt.
Dr. Morison, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Department of Physics and Astronomy in Exeter, sagte: „Als die Sonde New Horizons 2015 ihren einzigen Vorbeiflug an Pluto unternahm, erwiesen sich die gesammelten Daten als ausreichend, um unser Verständnis dieser fernen Welt grundlegend zu verändern. Insbesondere zeigten sie, dass Pluto immer noch geologisch aktiv ist, obwohl er weit von der Sonne entfernt ist und nur begrenzte interne Energiequellen hat. Einschließlich auf Sputnik Planitia, wo die Bedingungen an der Oberfläche es ermöglichen, dass gasförmiger Stickstoff in seiner Atmosphäre neben festem Stickstoff koexistiert. Wir wissen, dass die Eisoberfläche bemerkenswerte polygonale Merkmale aufweist, die durch thermische Konvektion im Stickstoffeis entstehen, das die Eisoberfläche ständig organisiert und erneuert. Es gab jedoch Fragen, wie dieser Prozess stattfinden könnte."
Das Forschungsteam führte eine Reihe numerischer Simulationen durch, die zeigten, dass die Sublimationskühlung die Konvektion verbessern kann, was mit zahlreichen Daten von New Horizon übereinstimmt, darunter die Größe der Polygone, die Amplitude des Geländes und die Oberflächengeschwindigkeit. Es stimmt auch mit dem Zeitrahmen überein, in dem Klimamodelle die Sublimation von Sputnik Planitia vorhersagen, beginnend vor etwa 1-2 Millionen Jahren. Es wurde gezeigt, dass die Dynamik dieser Stickstoffeisschicht die klimabedingte Dynamik der Ozeane der Erde nachahmt.
Eine solche Dynamik der festen Schicht unter dem Einfluss des Klimas kann auch auf der Oberfläche anderer Planetenkörper wie Triton (einem der Neptunmonde) oder Eris und Makemake (aus dem Kuipergürtel) auftreten.
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