CASSINI-HUYGENS - Mission zum Saturn

[Dr. Mars]

wann ist es denn soweit ??

[Mondkalb]

See und Ströme aus Flüssigkeiten auf Titan eindeutig nachgewiesen:
scinexx | Saturnmond Titan hat Regen und Seen: Ströme und Seen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen jetzt eindeutig bewiesen - Titan, Saturn, Saturnmond, Cassini, Raumfahrt, Raumsonde, NASA, Weltraum, Sonnensystem, See, Methan, Ethan

[HiroP]

Hab mal mit einem unserer Postdocs über Enceladus gesprochen, der seine Doktorarbeit über die Eismonde des Saturn geschrieben hat.

Er meinte, dass man wohl davon ausgeht, dass die "Tiger Stripes" ihre Wärme durch Reibung des Eises an diesen Brüchen beziehen würden. Dies könnte durch Gezeitenreibung entstehen.

Man bräuchte in diesem Fall kein Reservoir flüssigen Wassers nahe der Oberfläche. Voraussetzung ist aber ein innerer Ozean, damit die Eiskruste mechanisch vom Gesteinskern entkoppelt wird. Reibungswärme würde dann das Eis schmelzen, wodurch an den Brüchen flüssiges Wasser im Vakuum verdampfen wurde, was die beobachteten Geysire erzeugen würde.

Link zum Thema: Frictional Heating Explains Plumes on Enceladus

[Mondkalb]

Die Zusammensetzung des herausgeschleuderten Materials ähnelt dem von Kometen:
Enceladus: Saturnmond schmeckt nach Komet

[Mondkalb]

Möglicherweise gibt es auch unter der Oberfläche von Titan einen Ozean:
Saturnmond Titan: Verborgener Ozean auf Titan?

[HiroP]

...wage ich zu bezweifeln.

Ich auch.

Für so etwas müsste es eine große Gesteinskonzentration, in der die radioaktiven Elemente enthalten sind, innerhalb der Eiskruste geben. Das ist schon wegen der Differentiation, also des Hinabsinkens schwerer Elemente zum Planetenkern (Gravitationszentrum) hin, sehr unwahrscheinlich bis unmöglich.

Nein, radiogene Wärme kann man als Energiequelle ausschließen. Es sind wohl die Gezeitenkräfte des Saturn, die die Energie liefern.

[Bynaus]

Kann es rein theoretisch denn möglich sein, dass es dort Elemente gibt, die man in der Zusammensetzung oder besser in Mengenvenverhältnis nicht kennt und das diese quasi eine kleine Nuklearquelle bieten?

Erste Frage, Nein, kaum. Zweite Frage: schwierig - viel Energie käme von kurzlebigen Isotopen, die sind aber schon lange zerfallen - langlebige Isotope geben aber zu wenig Energie ab.

Es könnte natürlich eine zufällige starke Konzentration von radioaktiven Elementen sein, auf der Erde hat man auch schon so eine Art natürlichen Kernreaktor gefunden.

Gut, aber der konnte sich nur bilden, weil auf der Erde starke geologische Prozesse im Gange sind, die Uran auch mal so stark konzentrieren können, dass es einen natürlichen Reaktor bildet. Ob das auf dem winzigen Enceladus auch so ist, wage ich zu bezweifeln.

[Mondkalb]

Es könnte natürlich eine zufällige starke Konzentration von radioaktiven Elementen sein, auf der Erde hat man auch schon so eine Art natürlichen Kernreaktor gefunden.
Aber ich schätze, es werden doch wohl eher die Gezeitenkräfte sein. Zumal ja gar nicht so wahnsinnig viel nötig wäre, um genug Reibungswärme zu erzeugen, die etwas Wasser schmilzt.

[EREIGNISHORIZONT]

Ah..danke für den Link HiroP !

Also selbst die Wissenschaftler scheinen da ratlos zu sein, wie Bynaus ja auch schon andeutete.

Unklar ist auch, woher der Mond seine Energie nimmt. Immerhin erhitzt sich der Mond, fast 1,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, so sehr, dass Wasser in flüssiger Form und als Wasserdampf vorkommt. Während die Temperatur an seiner Oberfläche bei minus 200 Grad Celsius liegt, müssen in seinem Inneren stellenweise Temperaturen über 0 Grad Celsius herrschen. Dass der kleine Mond nach vier Milliarden Jahren, seit der Entstehung des Sonnensystems, immer noch einen heißen, flüssigen Gesteinskern wie die Erde hat, schließen die Forscher aus.

"Wir vermuten, dass die große Gravitationskraft des Riesenplaneten Saturn den Eismond regelrecht durchknetet", erläutert Jaumann. So wie Mond und Sonne durch ihre Schwerkraft die Wassermassen der Ozeane auf der Erde mit in Bewegung setzen, bewegt Saturn durch seine gewaltige Masse das Wasser im Inneren des relativ nahen Eismondes. Durch diese Bewegung entsteht Reibung, die so genannte Gezeitenreibung, die ein Aufheizen des Mondes zur Folge hat. Allerdings räumt Jaumann ein, dass die bisherigen Modelle über das mögliche Innenleben des Eismondes zeigen, dass die Energie, die durch die Gezeitenreibung entsteht, nicht ausreicht um den Mond derart aufzuheizen.

Kann es rein theoretisch denn möglich sein, dass es dort Elemente gibt, die man in der Zusammensetzung oder besser in Mengenvenverhältnis nicht kennt und das diese quasi eine kleine Nuklearquelle bieten? Also durch Zerfall?
Ich weiß, einigen sträuben sich jetzt die Haare...aber ich weiss nicht wie ich es besser fragen kann.

[HiroP]

Es ist vollbracht.

Astronews -- Beeindruckende Daten von Enceladus

Ach, guck an. Der Jaumann ist also jetzt Professor.

[Bynaus]

Und genau das bereitet mir auch Kopfzerbrechen. Wo kommt diese Wärme hier?
Reichen da die Verzerrungen des Mondes durch Gravitationskräfte aus?

Es gibt da schon ein gewisses Problem: insgesamt reichen die Gezeitenkräfte schon aus, um die Wärme zu produzieren, welche die Geysire am Enceladus-Südpol antreiben - aber warum sie so lokal fokusiert auftreten, ist ein Rätsel. Es gibt mittlerweile eine ganze Reihe von Modellen, aber das Problem ist, man hat zur Zeit einfach zu wenig Daten, um zwischen ihnen zu unterscheiden.

Nach einem Modell etwa braucht man nicht einmal besonders viel Wärme: es reicht, dass die Spalten im Eis, die man am Südpol beobachtet, durch die Gezeitenkräfte geöffnet und wieder geschlossen werden, und die Reibung, die dabei entsteht, sorgt direkt für die Wärme. Aber wie gesagt, zur Zeit kann man nichts definitives sagen.

[HiroP]

Umgangsprachlich auch bekannt als "Verdunstungskälte".
Ist hier in Münster wegen des hohen Wasseraufkommens von oben sehr gut erfahrbar.

[Spocky]

Zum Kryovulkanismus:
Flüssiges Wasser tritt aus der Oberfläche eines z.B. Eismondes aus. Ein Teil verdampft instantan und bildet die bei Enceladus beobachteten Geysire, der Rest gefriert sehr schnell wieder: Es kann sich eine vulkanartige Struktur um den Austrittspunkt bilden.

Das ist typisch für ein Vakuum. Enceladus hat ja keine Atmosphäre (eine sehr dünne). Dadurch ist der Siedepunkt sehr weit heruntergesetzt. Wasser fängt sofort an zu kochen. Beim Übergang in den gasförmigen Zustand wird Energie gebraucht. Diese wird aus dem Wasser selbst gewonnen, wodurch der Teil, der nicht verdampft kälter wird und schließlich gefriert.

[EREIGNISHORIZONT]

Wärme ist entscheidend, ohne flüssiges oder gasförmiges Material kein Vulkanismus.
Ganz besonders gilt dies für den Kryovulkanismus, über den wir hier diskutieren.[...]Die Frage bei den Eismonden ist immer, woher diese Wärme kommt. Aufgrund ihrer gerinigen Größe ist die von ihrer Bildung stammende Akkretionsenergie längst abgestrahlt worden. Für eine bis heute andauernde Erwärmung durch den Zerfall langlebiger radioaktiver Elemente ist ihr Gesteinsanteil zu gering. Die Frage ist also, was macht die Südpolregion von Enceladus und insbesondere die Tiger Stripes (113 - 157 K) wärmer als ihre Umgebung (68 K)?

Und genau das bereitet mir auch Kopfzerbrechen. Wo kommt diese Wärme hier?
Reichen da die Verzerrungen des Mondes durch Gravitationskräfte aus?

[HiroP]

Ich würde Vulkan eher als eine öffnung in der Oberfläche definieren, durch die Materie aus dem Inneren des planetioden Körpers heraustritt.

wärme ist dafür nicht unbedingt erforderlich, nur ein gewisser druch, der mehr kraft entwickelt als die gravitation des Körpers

Wärme ist entscheidend, ohne flüssiges oder gasförmiges Material kein Vulkanismus.
Ganz besonders gilt dies für den Kryovulkanismus, über den wir hier diskutieren.

Der Druck, von dem du sprichst, entsteht u.a. durch Hitze.

Zum Kryovulkanismus:
Flüssiges Wasser tritt aus der Oberfläche eines z.B. Eismondes aus. Ein Teil verdampft instantan und bildet die bei Enceladus beobachteten Geysire, der Rest gefriert sehr schnell wieder: Es kann sich eine vulkanartige Struktur um den Austrittspunkt bilden.

Wärme ist hier entscheidend, um das Wasser flüssig zu halten. Die Frage bei den Eismonden ist immer, woher diese Wärme kommt. Aufgrund ihrer gerinigen Größe ist die von ihrer Bildung stammende Akkretionsenergie längst abgestrahlt worden. Für eine bis heute andauernde Erwärmung durch den Zerfall langlebiger radioaktiver Elemente ist ihr Gesteinsanteil zu gering. Die Frage ist also, was macht die Südpolregion von Enceladus und insbesondere die Tiger Stripes (113 - 157 K) wärmer als ihre Umgebung (68 K)?

Übrigens ist hier nicht die Überwindung der Gravitation des Körpers wichtig, sondern die Überwindung der Festigkeit des umgebenden Mediums, also der planetaren Kruste.