Kryovulkan

Extraterrestrischer Vulkanismus bei sehr niedrigen Temperaturen

Ein Kryovulkan (Eisvulkan) ist eine geologische oder hydrologische Erscheinungsform des Vulkanismus, die sich nur bei sehr niedrigen Temperaturen und Dauerfrostboden bildet.

Terrestrische DefinitionBearbeiten

Ihre Entstehung weist vulkanische Parallelen auf, nur das bei Kryovulkanen ein wachsender Eiskern (gern auch aus glazialen Todeis-Ansammlungen) permanent vereist, durch eingeschlossenes Wasser relativ schnell wächst und/oder die dabei komprimierten Erdgase die treibende Kraft darstellt, die das Aufbäumen der Landschaft bewirkt und so zu einem Vulkanähnlichem Kegel führt. Sobald die Spitze des Hügels auftaut oder durch Gase durchbrochen wird, schmilzt der Eiskern bzw. entleeren sich die Gase mehr oder weniger stark. Dadurch fällt schliesslich die Decke des Hügels in sich zusammen was einer Caldera, einem Maar oder einer Cenote bzw. einem Blue Hole ähneln kann. Auf der Erde sind gewöhnlich Methangase beteiligt, sodass Erdgas-Lagerstätten im Permafrost besonders gute Fundstätten für derartige Phänomene sind, die durch den Temperaturwechsel zum Ende von Eiszeiten zu Warmzeiten oder auch Treibhauseffekte wie in den letzten 100 Jahren besonders gefördert werden.

Laut der Russischen Definition von Pingos unterscheidet man Bulgunnyakh (engl. bulgunniakh), Ledyanoy Kholm, Ledyanoy Bulgor und unspezifische Pingos, was sich an der Entstehung, Form und Größe orientiert. Vermutlich kannten alle im Norden lebenden Völker dieses Phänomen seit Jahrtausenden und haben es in ihre Mythenwelt (Stichpunkt Urhügel bzw. Weltenberg) integriert, was sehr gut zu einem sich aufwölbenden Hügel inmitten von Tundrasümpfen passt.

Terrestrischer KryovulkanismusBearbeiten

Kryovulkanismus wurde besonders im Flachland des nördlichen Sibirien in einer Breite zwischen 60,0° bis 76,3° Nord und einer Länge von 60,0° Ost bis 180,0° West gefunden, wo es mehr als 1500 Hügel von 3 m bis zu 70 m Höhe und bis zu 1000 m Durchmesser gibt, die Pingo (Plural Pingos)(aus der yakutischen Sprache für „kleiner Hügel“) genannt werden und heute vor allen Dingen in gebirgsarmen Tundragebieten des Yedoma Eiskern Komplex (in den Zentral- und Ostsibirischen Permafrost-Kerngebieten) sowie im hohen Norden Alaskas und Canadas vorkommen, wo sich der Boden durch Klimaerwärmung mehr oder weniger in Morast und Sümpfe verwandelt. Die Nähe zu Wasserspeichern wie Toteis-Seen, Sümpfe und Morast spielt dabei eine große Rolle. Sie wurden erstmals zwischen 1970 und 1980 durch russische topografische Explorationen (Soviet Military Topographic Survey or Voenno-Topograficheskoe Upravle-nie General’nogo Shtaba, VTU GSh) genauer untersucht. Noch nicht zusammengefallene Pingos ähneln in ihrer Auffälligkeit inmitten flacher Landschaften einem bronzezeitlichen Tumuli, sodass man leicht annehmen könnte, es handle sich um künstliche Hügelaufschüttungen.

Nachgewiesen sind sie in den West Siberian Lowlands inklusive der Yamal und Gydan-Halbinsel, der Taymyr-Halbinsel, dem Putorana Plateau, den Khatanga-Anabar-Olenek Lowlands, im Lena Flussdelta und Lena Flusstal, zentral Yakutian Lowlands um die Stadt Yakutsk, dem Yana-Indigirka-Kolyma Lowlands (Flusslandschaft), den Neusibirischen Inseln und der Ostsiberischen Tschukotka-Region. Ein gigantischer bis zu 50 m tiefer Krater wurde 2014 auf der Yamal Halbinsel entdeckt,[1] wo zuvor zwischen 2012 und 2013 auch das Wachsen eines solchen Pingo beobachtet wurde. Das Phänomen wurde auch in Nordamerika nachgewiesen, hier besonders im Alaska Löss und der Western Arctic Coastal Plain von Northern Alaska entlang der Beauford Sea und dem Colville River Delta und im Hohen Norden Kanadas.

Aufgrund der niedrigen Europäischen Temperaturen der Eiszeit (Eiszeitmaximum ca. −8 bis −12 Grad unter dem vorindustriellen Werten) ist es möglich das es derartigen Kryovulkanismus auch in Nordeuropa vermutlich über Erdgastaschen in Braun- und Steinkohle Flößen vorwiegend in Seenplatten gab, aber durch die steigenden Temperaturen im Holozän und die intensive landwirtschaftliche Bearbeitung im Laufe der Zeit eingeebnet und damit nicht mehr nachweisbar sind, da hier ja kein Fremdmaterial eingebracht wurde.

 
Kryovulkanische Aktivität auf Enceladus.
Die aufsteigenden Fontänen aus Eiskristallen versorgen offenbar den E-Ring des Saturns mit neuem Material. Die Fontänen sind mit den „Tigerstreifen“ der Südpolregion assoziiert.
 
Dunkle Ablagerung von Auswurfmaterial eines Kryovulkans auf der Oberfläche von Triton (Mitte)

Extraterrestrische KryovulkaneBearbeiten

Die Existenz von Kryovulkanen wurde auf mehreren Eismonden (dem Saturnmond Enceladus, dem Neptunmond Triton und dem Plutomond Charon) sowie dem Zwergplaneten (1) Ceres[2] nachgewiesen. Ebenso werden sie auf dem Jupitermond Europa, dem Saturnmond Titan sowie auf Pluto vermutet.

Extraterrestrische DefinitionBearbeiten

Kryovulkane speien keine glutflüssige Lava, sondern leicht schmelzbare Substanzen wie Methan, Kohlenstoffdioxid, Wasser oder Ammoniak, die im Inneren des Planeten oder Mondes in gefrorenem Zustand vorkommen. Durch dort vorliegende Wärme, die z. B. durch Gezeitenkräfte entsteht, werden diese Stoffe geschmolzen und drängen zur Oberfläche. Dort erstarrt der Auswurf und kann sich zu mehreren hundert Meter hohen Ablagerungen aufschichten.

EntdeckungBearbeiten

Lange Zeit war der Kryovulkan ein auf theoretischem Wege vorhergesagtes Objekt, das jedoch nie auf anderen Himmelskörpern beobachtet wurde. Zu Beginn des Jahres 2005 bestätigte jedoch die ESA-Sonde Huygens bei ihrer Landung auf Titan die Vermutung, dass die Atmosphäre des Saturnmondes zu 2 bis 6 Prozent aus Methan besteht. Da atmosphärisches Methan aber durch photochemische Prozesse schnell abgebaut wird, muss das Gas nachgebildet werden. Aufnahmen des Mutterschiffes von Huygens, der NASA-Sonde Cassini, vom Frühjahr 2005 zeigen Strukturen von etwa 30 km Durchmesser auf der Titan-Oberfläche, bei denen es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um Kryovulkane handelt. Ebenso konnten Kryovulkane auf Enceladus und mit einem Teleskop auf Charon gefunden werden.[3]

Durch die Analyse der ausgespienen Substanzen konnten erstmals Stoffe aus dem Inneren der Monde untersucht werden, dadurch erhofft man sich zukünftig beispielsweise eventuelle Stoffwechselprodukte extraterrestrischen Lebens ausfindig machen zu können.

LiteraturBearbeiten

WeblinksBearbeiten

BelegeBearbeiten

  1. siberiantimes.com
  2. n-tv 2016: Eisvulkan-auf-Zwergplanet-Ceres-entdeckt. n-tv wissen, 1. September 2016.
  3. Charon: An Ice Machine in the Ultimate Deep Freeze. Mitteilung des Gemini-Observatoriums zur Entdeckung von Kryovulkanen auf Plutos Mond Charon, 17. Juli 2007 (englisch).