Die Gezeiten auf der Erde sind eine relativ ruhige Sache – zumindest im Vergleich dazu, was auf den beiden Jupiter-Monden Io und Europa passiert. Die gewaltige Anziehungskraft des Riesenplaneten knetet die Monde sozusagen durch – die Flutberge auf der festen Oberfläche von Io sind beispielsweise hundert Meter hoch. Zum Vergleich: Der Tidenhub beträgt in den Weltmeeren maximal 14 Meter. Auch die feste Erdoberfläche hebt und senkt sich zweimal am Tag, allerdings nur um 20 Zentimeter.
Die Gezeitenkräfte zwingen Io und Europa dazu, Jupiter ständig die gleiche Seite zuzuwenden – so, wie der Mond der Erde immer das gleiche Gesicht zeigt. An Io zerrt aber zusätzlich die Schwerkraft der anderen drei großen Jupiter-Monde Europa, Ganymed und Callisto aus wechselnden Richtungen, während Europa von der Gravitation Ios, Ganymeds und Callistos durchgewalkt wird.
Der Vulkanmond Io ist übersät von Kratern und Geysiren und gilt als vulkanisch aktivster Körper des Sonnensystems. Seine innere Glut wird durch die Reibung erzeugt, die die Gezeiten des Jupiter in seinem Innern hervorrufen. Neueste Aufnahmen der Raumsonde Galileo, die das Jupiter-System seit 1995 erkundet, zeigen auch auf Europa Anzeichen für die Wirkung der Gezeitenkräfte: Auf einem kürzlich von der Nasa veröffentlichten Foto von Europa sind viele Linien in der Kruste des Eismondes Europa zu sehen, die bis zu 1500 Kilometer lang sind. Nasa-Wissenschaftler spekulieren, dass die Gezeiten das Innere von Europa so stark aufheizen, dass es unter der Eiskruste einen flüssigen Ozean geben könnte – in dem möglicherweise Leben existiert.
Pizza-Mond Io Der Anblick von Io erinnert an eine riesige Pizza: Die Farbpalette reicht von weiss über gelb und orange bis leuchtend rot, auch einzelne schwarze Flecken sind zu sehen. Das liegt daran, dass die Oberfläche von Io hauptsächlich aus Schwefel, teilweise bedeckt von gefrorenem Schwefeldioxid, besteht. Auf Io sind keine Meteoritenkrater zu erkennen. Das bedeutet, dass seine Oberfläche weniger als eine Millionen Jahre alt ist. Die ständigen Vulkanausbrüche erneuern die Oberfläche laufend. Mehr als hundert Vulkane sind auf Io zurzeit aktiv. Die Lava, die aus dem Mond hervorbricht, ist so heiss wie auf der Erde seit zwei Milliarden Jahren nicht mehr: Mit 1500 Grad Celsius ist die Lava die heisseste Materie im Sonnensystem – nach der Sonne selbst.
Besonders interessant sind die drei großen Vulkane Pele, Loki und Prometheus. Aus Pele scheint ständig extrem heisse Lava hervorzuquellen – anders als bei anderen Vulkanen, die ihre Lava in Schüben abgeben. Nasa-Wissenschaftler vermuten daher im Krater von Pele einen aktiven Lava-See, aus dem das glühende Gestein in einem dauerhaften Strom hervorquillt. Eine Nahaufnahme der Raumsonde Galileo zeigt, wie ein Teil des Vulkans im Dunkeln leuchtet. Die flüssige Lava, die höchstens ein paar Minuten alt sein kann, bildet eine dünne, kurvige, zehn Kilometer lange Linie. Wahrscheinlich tritt die Lava aus, wenn die erstarrende Kruste des Kratersees Spalten bekommt. Ähnliches passiert auch bei Kraterseen auf Hawaii, die aber hundert Mal kleiner sind als der von Pele.
Loki ist der mächtigste Vulkan des Sonnensystems. Er gibt mehr Wärme ab als alle Vulkane auf der Erde zusammen. Anders als Pele besitzt Loki eine riesige Caldera (einen Einbruchskrater), der immer wieder mit Lava aufgefüllt wird. Offenbar wurde Loki im September 1999 aktiv. Als Galileo im Oktober zum ersten Mal nah an Io vorbeiflog, war gerade eine Eruption in vollem Gange. Galileo entdeckte ein relativ eng begrenztes Gebiet in der 193 Kilometer großen Caldera, das sehr viel heisser war als der Rest. Wahrscheinlich begann dort die Eruption. Später verteilte sich die Lava über den Rest der Caldera. Der riesige Vulkan Prometheus, der seit dem Besuch der Raumsonde Voyager vor 20 Jahren aktiv ist, ähnelt dem jüngsten Hawaii-Vulkan Kilauea. Beide besitzen einen Krater, der mit flüssiger Lava gefüllt ist, die dann durch Röhren den Hang hinabläuft. Beim Kilauea ist der Lava-See hundert Meter groß, und die Lava fließt etwa zehn Kilometer bis zum Meer. Der Kilauea ist seit mehr als 16 Jahren kontinuierlich aktiv.
Auch Prometheus ist ein Dauerbrenner: Er spuckt seit mindestens 20 Jahren Magma. Seine Caldera ist 28 Kilometer lang und 14 Kilometer breit, wie neue Aufnahmen zeigen. Die Nasa-Forscher vermuten, dass die Lava innerhalb der Caldera bis kurz unter die Oberfläche steigt. Anscheinend fließt sie aber durch Kanäle 50 bis hundert Kilometer weit, bevor sie an die Oberfläche tritt und mit Schwefeldioxid reagiert, das die Oberfläche von Io wie Schnee bedeckt. Dabei bildet sich eine pilzförmige Wolke, ein sogenannter “Plume”, den die Planetologen früher für das Zentrum des Vulkans hielten. Die Schwefel-Wolke von Prometheus kann viel höher aufsteigen, da Io keine Atmosphäre und eine geringere Schwerkraft als die Erde besitzt.
Weitere neue Galileo Aufnahmen enthüllen, wie Vulkane auf Io durch gewaltige Rutschungen zerstört werden – ähnlich wie der Vulkan Olympus Mons auf dem Mars. Die Auswürfe der Vulkanausbrüche steigen bis zu 300 Kilometer hoch. Die Sonde Galileo, die sich Io bei ihrem letzten Vorbeiflug Mitte Februar bis auf 200 Kilometer näherte, lief also Gefahr, eine solche Aschewolke zu durchqueren.
Eiswüste Europa Im Vergleich mit dem feurigen Io ist Europa weit weniger temperamentvoll: Die Oberfläche aus Eis ist äußerst glatt, die höchsten Erhebungen sind gerade mal ein paar hundert Meter hoch. Allerdings ist die Kruste von zahllosen Rissen und Gräben durchzogen. Einige der Gräben ähneln den Stellen auf der Erde, an denen die tektonischen Platten auseinander driften. Andere Galileo-Aufnahmen erinnern an Packeis in den irdischen Polarmeeren. Die zahlreichen dunklen Streifen, die Europas Oberfläche durchziehen, könnten auf Eisvulkanismus und Geysire hindeuten. Offenbar ist Europa nicht so vollkommen erstarrt, wie es der erste Blick vermuten lässt. Bislang wurden erst sehr wenige Einschlagskrater auf Europa entdeckt – ein Zeichen dafür, dass auch die Oberfläche dieses Mondes noch jung ist.
Besonders aufregend ist die Möglichkeit, dass sich unter der Eiskruste des Mondes ein Ozean aus flüssigem Wasser verbergen könnte, in dem möglicherweise primitive Mikroorganismen leben könnten. Für eine flüssige Schicht sprechen nicht nur die Galileo-Aufnahmen, aus denen sich schließen lässt, dass die Kruste einst aufbrach und flüssiges Material aus der Tiefe die entstandenen Zwischenräume füllte, sondern auch Magnetfeldmessungen von Galileo. Bei der letzten Annäherung an Europa entdeckte Galileo ein Magnetfeld, das alle fünf Stunden die Richtung wechselte. Als Ursache für das Feld kommt eigentlich nur eine leitende Flüssigkeit in Frage – zum Beispiel Salzwasser. Die zehn Kilometer dicke, flüssige Schicht innerhalb der hundert Kilometer dicken Eiskruste könnte durch die Gezeitenreibung flüssig gehalten werden. – Die Gezeitenenergie ist allerdings nur ein Zehntel so groß wie bei Io.
Um die Frage nach möglichem Leben unter einer Eiskruste zu klären, wird zurzeit der Vostok-See in der Antarktis erforscht: Das ist ein riesiger flüssiger See, der unter einer Schicht von drei Kilometern Eis begraben und seit mindestens drei Millionen Jahren von der Umwelt abgeschlossen ist. Bei einer Bohrung, die kurz über der Wasseroberfläche endete, wurden noch lebensfähige Mikroben entdeckt. Das nährt die Hoffnung, auch auf Europa Leben anzutreffen. Bei der Nasa gibt es Pläne für ein Projekt, einen Orbiter zu Europa zu schicken, der die Dicke der äußeren Eisschicht bestimmt. Danach könnten dann Roboter zu dem Mond aufbrechen, die sich durch die Oberfläche schmelzen und im unterirdischen Ozean herumschwimmen könnten. Die Option, Galileo zum Ende seiner Reise auf Europa stürzen zu lassen, steht nicht zur Debatte: Die Sonde könnte den Mond mit irdischen Keimen verseuchen.
Ute Kehse
