Der Saturnmond Enceladus ist in gleich mehrerer Hinsicht spannend. Denn unter der eisigen Kruste verbirgt sich ein subglazialer Ozean, ein flüssiges Reservoir von alkalischem, salzreichem Wasser. Messdaten der Raumsonde Cassini deuten zudem daraufhin, dass es in diesem subglazialen Meer vielleicht sogar hydrothermale Schlote gibt, die das Wasser anwärmen und mit Mineralien aus dem Gesteinskern des Mondes anreichern. Damit könnte Enceladus ähnlich wie der Jupitermond Europa zu den Orten im Sonnensystem gehören, an denen es außerirdisches Leben geben könnte. Eine weitere Besonderheit – und eine Chance, mehr über den subglazialen Ozean auf Enceladus zu erfahren, sind die sogenannten Tigerstreifen am Südpol des Mondes: “Diese zuerst von der Cassini-Mission gesichteten Streifen sind anders als alles bisher aus dem Sonnensystem bekannte”, sagt Erstautor Douglas Hemingway von der Carnegie Institution for Science in Washington DC. “Sie sind parallel, 130 Kilometer lang und haben regelmäßige Abstände von rund 35 Kilometern.” Aus diesen bis zum flüssigen Ozean hinabreichenden Rissen steigen immer wieder Wasserdampffontänen auf.
Der erste Riss
So ungewöhnlich die Tigerstreifen des Enceladus sind, so rätselhaft blieben sie bisher. “Bisher kann keine Studie erklären, warum diese Tigerstreifen nur am Südpol liegen, warum sie nahezu parallel sind, weshalb ihr Abstand ausgerechnet 35 Kilometer beträgt und warum kein anderer Eismond diese Risse besitzt”, sagen Hemingway und seine Kollegen. Um diesen Fragen auf den Grund zu gehen, haben sie nun verschiedene physikalische Modelle zu einer Simulation der Prozesse auf dem Saturnmond kombiniert. In dieser bildeten sie die Entwicklung des Enceladus und seine allmähliche Abkühlung nach und analysierten, wie die Gezeitenkräfte des Saturn und die Merkmale der Eiskruste eine mögliche Rissbildung beeinflussen.
Gängiger Theorie nach führt die exzentrische Umlaufbahn des Eismondes um den Saturn dazu, dass dessen Schwerkraftwirkung auf Enceladus schwankt. Durch diese Gezeitenkräfte wird das Innere des rund 500 Kilometer großen Mondes abwechselnd gedehnt und gestaucht und dies erzeugt unter anderem die Wärme, die den subglazialen Ozean flüssig hält. Die aktuelle Simulation zeigt jedoch, dass diese Kräfte auch für die Bildung der Risse entscheidend sind: “Die Erwärmung durch die Gezeitenkräfte macht die Eiskruste an den Polen am dünnsten”, berichten Hemingway und seine Kollegen. “Dadurch werden auch tangentiale Spannungen an den Polen maximiert, so dass der erste Bruch des Eises an einem der Pole stattfinden musste.” Den Modellen zufolge war es dabei reiner Zufall, dass das Südpoleis als erstes brach. Nachdem dies jedoch geschehen war, sank die Spannung in der Eiskruste des Mondes so stark ab, dass sich am gegenüberliegenden Pol kein weiterer Bruch mehr bilden konnte, wie die Forscher erklären.
