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Göttingen – Schon bei der Annäherung der Raumsonde Dawn an den Zwergplaneten Ceres im Jahr 2015 stachen Forschern die auffälligen Strukturen ins Auge: Die weißen Flecken auf der Oberfläche von Ceres erschienen zunächst rätselhaft. Inzwischen weiß man, dass es sich dabei hauptsächlich um Ablagerungen von Mineralsalzen handelt, die aus dem Inneren des Zwergplaneten stammen.

Nun konnten Forscher unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen erstmals das Alter dieser Ablagerungen im Occator-Krater bestimmen. Wie sie im Fachblatt "The Astronomical Journal" berichten, sind sie mit rund vier Millionen Jahren um etwa 30 Millionen Jahre jünger als der Krater selbst.

Das Alter sowie die Verteilung und Beschaffenheit des Materials sprechen laut den Forschern dafür, dass im Occator-Krater über einen langen Zeitraum und bis in jüngste Zeit immer wieder eine salzhaltige Lösung eruptiv aus der Tiefe aufgestiegen ist. Ceres sei somit der sonnennächste Körper mit kryovulkanischer Aktivität.

Karbonatreiche Ablagerungen

Der Occator-Krater auf der Nordhalbkugel von Ceres kommt auf einen Durchmesser von 92 Kilometern. In seinem Zentrum befindet sich eine Senke mit einem Durchmesser von rund elf Kilometern, an deren Rändern stellenweise gezackte Berge und Steilhänge emporragen. Noch weiter im Innern tritt eine helle domförmige Kuppe hervor: 400 Meter hoch, drei Kilometer im Durchmesser und durchzogen von Rissen.

"Diese Kuppe enthält das hellste Material auf Ceres", sagt MPS-Forscher Thomas Platz. Daten des Infrarotspektrometers VIR an Bord der Raumsonde zeigen, dass es reich an Karbonaten ist. Da spätere Einschläge kleinerer Brocken in diesem Bereich kein anderes Material aus der Tiefe freilegten, sei es gut möglich, dass die Kuppe vollständig aus hellem Material besteht, so die Forscher. Die vereinzelten hellen Flecke, die sich weiter außen im Krater befinden, sind deutlich blasser, bilden eine dünnere Schicht und entpuppten sich bei genauerer Analyse als Mischung aus Karbonaten und dunklem Umgebungsmaterial.

Impakt schuf Berg

Erstautor Andreas Nathues und sein Team deuten die zentrale Senke mit ihrem teilweise zerklüfteten Rand als Überbleibsel eines früheren Zentralberges. Der Zentralberg entstand als Folge des Einschlags, der den Occator-Krater vor etwa 34 Millionen Jahren schuf. Die weiße Kuppe ist mit vier Millionen Jahren deutlich jünger. Darauf schließen die Wissenschafter durch die genaue Zählung und Vermessung kleinerer Krater, die durch spätere Einschläge entstanden. Grundannahme bei dieser Methode ist, dass Oberflächen, die viele Krater aufweisen, älter sind als solche, die weniger stark "durchlöchert" sind. Da in hochaufgelösten Aufnahmen auch recht kleine Krater sichtbar werden, enthält die aktuelle Studie die bisher exakteste Datierung dieser Oberflächen.

"Alter und Aussehen des Materials, das die helle Kuppe umgibt, deuten darauf hin, dass sie durch einen wiederkehrenden, eruptiven Prozess entstanden ist, der zum Teil auch Material nach weiter außen in die Senke geschleudert hat", sagt Nathues. "Ein einzelnes eruptives Ereignis ist eher unwahrscheinlich." Der große Einschlag, der den Occator Krater einst schuf, dürfte die kryovulkanische Aktivität ausgelöst haben, vermuten die Forscher: Durch den Einschlag konnte die Salzlösung näher an die Oberfläche treten. Der geringere Druck ließ Wasser und gelöste Gase wie Methan und Kohlendioxid entweichen, die sich auf ihrem weiteren Weg nach oben ein System aus Schloten bahnten. An der Oberfläche bildeten sich dann Risse, durch die die übersättigte Lösung aus der Tiefe emporsteigen konnte.

Der bisher letzte Ausbruch dürfte vor vier Millionen Jahren die heutige Oberfläche der Kuppe gestaltet haben, so die Forscher. Ob die kryovulkanische Aktivität seitdem vollständig zum Erliegen gekommen ist oder bis heute fortdauert, ist unklar. Aufnahmen des Kraters, die unter bestimmten Winkeln Spuren von Dunst zeigen, sprechen aber eher für weitere Aktivitäten. (red, 6.3.2017)