Unter dem gewaltigen Gletscher, der einen Teil von Plutos berühmtem „Herzen“ bildet, könnte Stickstoff schmelzen und anschließend bis zur Oberfläche aufsteigen. Forschende schlagen dieses Szenario vor, um seltsame dunkle Spuren zu erklären, die von der Sonde New Horizons beobachtet wurden. Falls ihre Interpretation zutrifft, wäre diese eisige Region auch heute noch geologisch aktiv.
Das untersuchte Gebiet liegt nördlich von Sputnik Planitia, einer etwa eine Million Quadratkilometer großen Ebene, die hauptsächlich mit Stickstoffeis gefüllt ist. Die Aufnahmen von New Horizons zeigen dort große Zellen mit sichtbaren Umrissen. Sie hängen mit den sehr langsamen Bewegungen des Eises zusammen, das Material zwischen den Tiefen und der Oberfläche transportiert.
Bild: NASA
Doch einige Umrisse geben noch mehr Rätsel auf. Sie weisen schmale, dunkle Linien auf, die von ebenfalls verdunkelten, diffuseren Bereichen gesäumt werden.
S. Alan Stern und seine Kolleginnen und Kollegen vermuten, dass flüssiger Stickstoff aus der Basis des Gletschers diese Spuren erklären könnte. In ausreichender Tiefe könnten der Druck und die aus dem Inneren Plutos kommende Wärme dazu führen, dass ein kleiner Teil des Stickstoffeises schmilzt. Diese Flüssigkeit wäre weniger dicht als das umgebende Eis und würde daher nach oben steigen.
Der Weg dorthin stellt jedoch ein Problem dar: Nahe der Oberfläche ist die Temperatur extrem niedrig, sodass der flüssige Stickstoff schnell gefrieren müsste. Die Autorinnen und Autoren berechneten deshalb die notwendigen Bedingungen, unter denen er den Gletscher durchqueren könnte, bevor er erstarrt. Sobald er die freie Oberfläche erreicht hätte, könnte er kurzzeitig in den Vertiefungen des Geländes fließen, bevor er gefriert oder verdampft.
Die beobachteten Spuren würden dann den von dieser Flüssigkeit genommenen Wegen und den Ablagerungen entsprechen, die sie an den Rändern hinterlassen hat. Es handelt sich jedoch nicht um eine direkte Beobachtung von flüssigem Stickstoff. Die verfügbaren Aufnahmen stammen vom Vorbeiflug von New Horizons im Jahr 2015, und die Studie bietet eine physikalische Interpretation der an der Oberfläche sichtbaren Formen.
Ein weiterer Hinweis ist das Fehlen von Kratern, die in Sputnik Planitia entdeckt wurden. Eine alte Oberfläche sollte im Laufe der Zeit durch Einschläge immer mehr Krater ansammeln. Ihr Fehlen deutet darauf hin, dass das Eis sich erneuert und die Spuren regelmäßig verwischt, was zu einer weiterhin geologisch aktiven Region passt.
Die Berechnungen der Autorinnen und Autoren zeigen, dass ein innerer Wärmefluss von einigen Milliwatt pro Quadratmeter unter bestimmten Bedingungen dazu beitragen könnte, den Stickstoff an der Basis zu schmelzen. Das mögliche Vorhandensein einer isolierenden Schicht über einem unterirdischen Ozean könnte ebenfalls helfen, diese Wärme zu bewahren. Eine künftige Mission, die Pluto mit höherer Auflösung erneut untersuchen kann, wäre notwendig, um nach jüngsten Veränderungen in diesen dunklen Spuren zu suchen.