Nieuwe ijsvulkanen op Pluto – Dwergplaneet kan vorm van unieke ijsvulkanen in het zonnestelsel vertonen

Uniek fenomeen: analyse van gegevens van NASA’s New Horizons-ruimtevaartuig suggereert de mogelijkheid van een ongekende vorm van ijsvulkanen op de dwergplaneet Pluto. Na verloop van tijd hoopt kleverig waterijs zich langzaam op op bergen tot zeven kilometer hoog, waardoor ijsvulkanen groter worden dan de grootste vurige bergen op aarde. De jonge leeftijd van sommige van deze formaties geeft ook aan dat Pluto vandaag van binnen nog steeds warm kan zijn.

dwergplaneet Pluto Het is een verrassend dynamische wereld ondanks de afstand tot de zon en de bittere kou, zoals blijkt uit beelden van NASA’s New Horizons-ruimtevaartuig. Het heeft stromende gletsjers gevormd door fluctuerende stromingen drijvend ijs ook al lier, gevoed door het vrijkomen van bevroren stikstofgassen uit de ijskap van de Grote Spoetnik Planitia. Striae op het oppervlak en planetaire modellen geven ook aan dat het interieur van Pluto nog warm genoeg is ijskoude oceaan Of het kunnen in ieder geval zachte ijslagen zijn.

Raadsels over gigantische ijsbergen

Maar één vraag bleef onbeantwoord: zijn er ijsvulkanen op Pluto? Deze vraag wordt gesteld door twee bergen met grote kraters in hun toppen, ten zuidwesten van de Sputnik Planitia-gletsjer. Met Wright Mons, die ongeveer vijf kilometer hoog en ongeveer 150 kilometer breed aan de basis zijn, heeft deze topdepressie een diameter van 56 kilometer. Al in 2015 ontwaakte de vorm van deze bergen twijfelhet kunnen ijsvulkanen zijn – ventilatieopeningen die halfgesmolten ijs naar de oppervlakte brengen.

Kelsey Singer van het Southwest Research Institute in Boulder en haar collega’s zochten opnieuw naar bewijs van dergelijke vulkaanuitbarstingen op Pluto in gegevens en afbeeldingen van de New Horizons-sonde. Hiervoor analyseerden ze beelden waarin potentiële ijsvulkanen indirect verlicht lijken door zwak zonlicht, zodat oppervlaktestructuren duidelijk opvallen door slagschaduwen.

In tegenstelling tot bekende vulkanische vormen

Het resultaat: tenminste vulkanen en ijsvulkanen in de klassieke zin lijken niet op de bergen van Pluto, meldde het team. De piekkliffen van Wright Mons en Piccard Mons, die tot zeven kilometer hoog zijn, zijn heel anders dan de vulkanische kliffen of vulkanische openingen op aarde en Mars. De ventilatieopeningen zijn onder meer erg groot en onregelmatig van vorm en passen niet bij de kraters die vervolgens zijn ingestort, aldus Singer en collega’s.

“Bovendien is er geen duidelijk bewijs voor gerichte stroming of de locatie van exit-centra”, aldus de onderzoekers. Sporen van geïnfiltreerde stoffen of vrijgekomen sputum zijn volledig afwezig. Ook vreemd: het terrein van deze hele regio, inclusief de bergflanken en binnen de kraterlagen, is bedekt met klonterige verhogingen, een paar honderd meter hoog en tot 20 kilometer breed – dit is ook ongebruikelijk voor vulkanen en ijsvulkanen.

Het terrein is nog relatief klein

“De geologische kenmerken van de regio Wright-Mons verschillen van alle andere regio’s op Pluto en ook van de topografie van de meeste andere hemellichamen in het zonnestelsel”, zeggen Singer en haar team. De bijna volledige afwezigheid van inslagkraters in deze regio geeft ook aan dat het landschap hier relatief recent is – het moet lang nadat de dwergplaneet werd gevormd een nieuwe vorm hebben gekregen.

Deze late modulatie wordt ondersteund door spectroscopische gegevens. Het basismateriaal van deze bergen bestaat dus uit bevroren vast waterijs bedekt met een dunne deken van organisch sediment en meer vluchtige soorten ijs zoals stikstofijs en bevroren methaan. Volgens de onderzoekers geven de verschillen in dikte en samenstelling van deze lagen aan dat verschillende delen van dit terrein niet samen zijn gevormd, maar in leeftijd verschilden.

Een nieuwe vorm van koude vulkanen

Maar hoe past dit alles bij elkaar? Volgens het onderzoeksteam zijn Wright, Piccard-Mons en het terrein ertussen mogelijk gevormd door een nieuwe vorm van ijsvulkanen. Daarbij zwol het taaie maar nog steeds bewegende waterijs op uit verschillende scheuren in het binnenste van de aarde en vormde daar koepelachtige richels. In de loop van de tijd zijn deze individuele koepels opgegaan in de berglandschappen die we vandaag zien.

“Dit scenario biedt een consistent verklaringsmechanisme voor alle belangrijke pieken en dalen – zowel koepelvormig, ringvormig als complexer”, schrijven Singer en collega’s. De twee hoge bergen werden gevormd doordat er veel ijsafzettingen dicht bij elkaar waren en duwden voortdurend nieuwe blokken waterijs van onderaf omhoog. Het resultaat was enorme hoogten zoals de hoogten van Wright Mons en Picard Mons the Great.

De onderzoekers leggen uit: “Het volume van Wright Mons alleen al is 24.000 kubieke kilometer – dit is vergelijkbaar met het volume van Mauna Loa op Hawaï.”

Indicatie van interne temperatuur?

Als dit scenario wordt bevestigd, is er mogelijk een voorheen unieke vorm van ijsvulkanen op de dwergplaneet Pluto. Tegelijkertijd betekent dit ook dat Pluto van binnen eigenlijk veel warmer is dan lang werd gedacht. Want deze warmte is de voorwaarde voor waterijs om mobiel genoeg te zijn om in ieder geval langzaam naar de oppervlakte te kunnen zwellen.

“De stroom van ijzig materiaal op het oppervlak van een hemellichaam met extreem lage temperaturen, lage atmosferische druk en lage zwaartekracht, gecombineerd met de overvloed aan ijs dat op het oppervlak van Pluto vliegt, maakt het uniek onder alle eerder onderzochte locaties in het zonnestelsel ”, zeggen de wetenschappers. (Natuurcommunicatie, 2022; doi: 10.1038/s41467-022-29056-3)

Bron: Nature Communications

30 maart 2022

– Nadia Podebrigar