Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Wärmepumpe in Europas Ozean

06.12.2013
Forscher modellieren Strömungen unter der gefrorenen Oberfläche des Jupitertrabanten

Der Jupitermond Europa ist eine bizarre Schönheit: Ein filigranes Netz kilometerlanger Furchen zerschneidet seine äußere Eisschicht wie die Risse in einem alten Ölgemälde. Besonders stark ausgeprägt ist das eigenwillige Muster im Bereich des Äquators.


Zerfurchtes Terrain: Die äußere Eisschicht des Jupitermonds Europa zeigt ein filigranes Netz aus großen und kleinen Rissen. Das Bild stammt von der Raumsonde Galileo.

© JPL/NASA


Ozean unter der Haut: Die neuen Simulationen zeigen, dass das Wasser in Europas Äquatorregion wärmer ist als an den Polen. In der linken Hälfte des Bildes deutet Rot auf eine vergleichsweise hohe, Blau auf eine niedrigere Temperatur hin.

© JPL/NASA/MPS

Eine Erklärung für diese Verteilung könnten die Meeresströmungen im Ozean unter der Eisschicht bieten. Denn Wissenschaftler von der University of Texas at Austin (USA) und dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung haben entdeckt, dass in Äquatornähe wärmeres Wasser aus dem Innern des Mondes aufsteigt.

Mindestens ebenso faszinierend wie die auffällig zerklüftete Eisschicht des Jupitermonds Europa ist das, was sich darunter verbirgt: ein unterirdischer Salzwasserozean, der durch Gezeitenkräfte und die im Innern des Himmelskörpers gespeicherte Wärme eisfrei gehalten wird. Bereits 1998 legten Messungen des Magnetometers an Bord der NASA-Raumsonde Galileo die Existenz der schwer zugänglichen Wassermassen nahe. Bis heute sind jedoch viele ihrer Eigenschaften unbekannt – etwa, ob dort Bedingungen herrschen, die das Entstehen von Leben ermöglichen könnten.

Die neuen Modellrechnungen des Teams von der University of Texas und des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung erlauben nun einen Blick unter die Eisdecke: Ihre Simulationen offenbaren, welche Strömungen im Ozean herrschen: „Die Bewegungen in Europas Ozean werden durch Temperaturunterschiede angetrieben“, sagt Max-Planck-Forscher Johannes Wicht. Wärmeres und darum leichteres Wasser steigt nach oben, kälteres Wasser sinkt hinab.

Forscher bezeichnen diese Bewegung, die in gleicher Weise etwa beim Kochen von Nudelwasser auftritt, als Konvektion. Sie transportiert Wärme aus den Tiefen des Ozeans nach außen. „Unsere Computersimulationen zeigen, dass die Konvektion in der Äquatorregion stärker ist als an den Polen. Darum ist das Wasser in niedrigen Breiten wärmer und die Eisdecke wird effektiver geheizt“, fasst Wicht die neuen Ergebnisse zusammen.

Ob und wie genau diese Wärme die Risse in der Eisschicht verursacht, ist noch nicht endgültig geklärt. Möglicherweise spielt dabei nicht nur die höhere Temperatur eine Rolle. Das von unten gewärmte Eis hat zusätzlich einen geringeren Salzgehalt. „Beides sorgt dafür, dass dieses Eis leichter ist als die darüber liegende Schicht und zur Oberfläche drängt“, so Wicht. Die Bewegungen im Eis führen wahrscheinlich zu den Brüchen und Rissen.

In ihren Rechnungen berücksichtigten die Forscher, dass im Wesentlichen zwei Effekte die Art der Wasserströmungen im unterirdischen Ozean bestimmen: Zum einen steigt wärmeres Wasser aus dem Innern des Monds nach oben, zum anderen wirkt sich seine Rotation aus: Die Corioliskraft lenkt diese Ströme ab. „Wie genau das Wasser fließt, ergibt sich aus dem Zusammenspiel beider Einflüsse“, sagt Wicht. In Europas Ozean scheint sich die Corioliskraft weniger stark auszuwirken als bisher angenommen. „Darum unterscheiden sich unsere neuen Computermodelle deutlich von ihren Vorgängern.“

Neben den Wasserbewegungen in radialer Richtung fanden die Forscher auch drei ausgeprägte Strömungen, die weitestgehend parallel zu den Eisdecken in West- beziehungsweise Ostrichtung verlaufen: Am Äquator fließt das Wasser nach Westen, in den Polregionen nach Osten. „Auf der Erde finden sich im Meer ähnlich verlässliche Strömungen, etwa der Golfstrom“, sagte Johannes Wicht. Ob auch diese sogenannten Jetstreams Auswirkungen auf die darüber liegende Eisdecke haben, ist unklar.

Ansprechpartner

Dr. Birgit Krummheuer
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau
Telefon: +49 5556 979-462
E-Mail:Krummheuer@mps.mpg.de
Dr. Johannes Wicht
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau
Telefon: +49 5556 979-437
E-Mail:Wicht@mps.mpg.de
Originalpublikation
K. M. Soderlund, B. E. Schmidt, J. Wicht et al.
Ocean-driven heating of Europa’s icy shell at low latitudes
Nature Geoscience, online veröffentlicht am 1. Dezember 2013 doi:10.1038/ngeo2021

Dr. Birgit Krummheuer | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/7646775/waermepumpe_ozean_europa

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie