Dwergplaneet Ceres is vermoedelijk rijk aan water
Hoge resolutie opnames die de DAWN ruimtesonde van de NASA heeft gemaakt van vreemde heldere gebieden in de Occator krater op de dwergplaneet Ceres duiden op het bestaan van een pekelreservoir dat als gevolg van langdurig cryovulkanisme naar boven is gekomen. Dit cryovulkanisme is het gevolg van de inslag waarbij de krater is ontstaan. Het reservoir zou zich op een diepte van ongeveer 40 kilometer bevinden en honderden kilometers groot zijn.
Lang voordat de ruimtesonde in 2015 arriveerde bij de dwergplaneet hadden astronomen al sterk reflecterende gebieden waargenomen op de dwergplaneet maar de oorsprong was onbekend. Vanuit zijn baan om Ceres nam DAWN twee sterk reflecterende gebieden waar in de Occator krater. Deze gebieden werden Cerealia Facula en Vinalia Faculae genoemd.
Wetenschappers wisten al dat het oppervlak van Ceres regelmatig wordt bestookt door micrometeorieten die het landschap opruwen en puin achterlaten. In de tijd zou dat proces de heldere gebieden donker moeten maken. Hun helderheid wees dus op een relatief jonge leeftijd.
Tijdens de verlengde missie van DAWN in 2017 en 2018 probeerde men de bron van deze gebieden en waarom ze zo helder zijn, te begrijpen. Dit onderzoek bevestigde niet alleen dat de heldere gebieden jong zijn, sommige minder dan 2 miljoen jaar, maar ze ontdekten ook dat de geologische activiteit hierachter nog steeds gaande is.
Deze conclusie hing af van wetenschappers die een belangrijke ontdekking deden: zoutverbindingen geconcentreerd in Cerealia Facula.
Aan het oppervlak van Ceres worden zouten die water bevatten heel snel gedehydrateerd. Dat gebeurt al binnen enkele honderden jaren. Maar de metingen van DAWN toonden aan dat er nog steeds water aanwezig is en dat betekent dat de vloeistoffen erg recent aan het oppervlak moeten zijn gekomen.
Dit is bewijs voor zowel de aanwezigheid van vloeibaar water onder het gebied van de Occator krater als nog steeds plaatsvindend transport van materiaal vanuit het binnenste naar het oppervlak.
De onderzoekers vonden twee belangrijke manieren waarop vloeistoffen aan oppervlak kunnen bereiken.
Voor de grootste zoutafzetting bij Cerealia Facula werd het grootste deel van de zouten geleverd door een modderig gebied net onder het oppervlak dat werd gesmolten door de hitte van de inslag door ongeveer 20 miljoen jaar geleden de krater vormde.
De warmte veroorzaakt door de inslag zakte na een paar miljoen jaar weg. De impact veroorzaakte echter ook grote breuken die het diepe reservoir konden bereiken waardoor pekel naar het oppervlak bleef sijpelen.
In het zonnestelsel komt geologische ijsactiviteit voornamelijk voor op de ijsmanen. Daar wordt het veroorzaakt door gravitationele interactie met hun planeten.
Maar dat speelt bij de beweging van pekel naar het oppervlak van Ceres geen rol en dit suggereert dat andere grote objecten in ons zonnestelsel die rijk aan ijs zijn en die geen maan zijn mogelijk ook actief zijn.
Bewijs voor de recente vloeistoffen in de Occator krater zijn afkomstig van de heldere afzettingen maar andere aanwijzingen komen uit een assortiment van interessante kegelvormige heuvels die doen denken aan de pingo’s van de Aarde. Pingo’s zijn kleine ijsbergen in de poolgebieden die zijn ontstaan door bevroren grondwater dat onder druk staat.
Dergelijke kenmerken zijn waargenomen op Mars maar de ontdekking ervan op Ceres is de eerste op een dwergplaneet.
Op grotere schaal konden de DAWN-onderzoekers de dichtheid van de structuur van de korst op Ceres in kaart brengen als functie van de diepte. Een primeur voor een ijsrijk planetair object.
Met behulp van zwaartekrachtsmetingen ontdekten ze dat de dichtheid van de aardkorst van Ceres aanzienlijk toeneemt met de diepte, veel verder dan een simpel effect van druk. De onderzoekers concluderen dat tegelijkertijd het reservoir van Ceres bevriest en zout en modder wordt opgenomen in het onderste deel van de korst.
De bevindingen werden in een reeks artikelen in de tijdschriften Nature Astronomy, Nature Geoscience en Nature Communications gepubliceerd.
Meer over Ceres in dit artikel
Artikelen:
- C.A. Raymond et al. 2020. Impact-driven mobilization of deep crustal brines on dwarf planet Ceres. Nat Astron 4, 741-747;
- M.C. De Sanctis et al. 2020. Fresh emplacement of hydrated sodium chloride on Ceres from ascending salty fluids. Nat Astron 4, 786-793;
- B.E. Schmidt et al. Post-impact cryo-hydrologic formation of small mounds and hills in Ceres’s Occator crater. Nat. Geosci, published online August 10, 2020;
- J.E.C. Scully et al. 2020. The varied sources of faculae-forming brines in Ceres’ Occator crater emplaced via hydrothermal brine effusion. Nat Commun 11, 3680;
- Nathues et al. 2020. Recent cryovolcanic activity at Occator crater on Ceres. Nat Astron 4, 794-801;
- R.S. Park et al. 2020. Evidence of non-uniform crust of Ceres from Dawn’s high-resolution gravity data. Nat Astron 4, 748-755;
- Schenk et al. 2020. Impact heat driven volatile redistribution at Occator crater on Ceres as a comparative planetary process. Nat Commun 11, 3679;
Eerste publicatie: 12 augustus 2020
Bron: NASA & Sci-News
