Een gigantische ijsvulkaan die Pluto met bevroren lava bedekte: het mysterie van de dwergplaneet is nog wat groter geworden

Pluto, de grootste dwergplaneet van het zonnestelsel, werd nog interessanter onlangs. IJzige lavastromen hebben er recent aanzienlijke delen van het oppervlak bedekt. In deze context betekent “recent” waarschijnlijk niet meer dan een miljard jaar geleden. Dat is natuurlijk oud – en er is geen suggestie dat vulkanen nog steeds actief zijn – maar het is slechts een kwart van de leeftijd van het zonnestelsel en niemand weet hoe Pluto de warmte brouwde die nodig was om deze uitbarstingen aan te drijven.

Het nieuws, bijna zeven jaar nadat NASA’s New Horizons-sonde op 14 juli 2015 op spectaculaire wijze langs Pluto vloog, is te danken aan een analyse van afbeeldingen en andere gegevens door een team onder leiding van Kelsi Singer van het Southwest Research Institute in Boulder, Colorado. Singers team ontdekte iets bijzonder in een bergachtig gebied op Pluto genaamd Wright Mons, dat 5 kilometer boven zijn omgeving uitsteekt. Wright Mons bestrijkt ongeveer 150 km en heeft in het midden een een gat van 40 à 50 km breed, met een vloer die minstens zo laag is als het omliggende terrein.

Wright Mons. Foto courtesy Nasa.

Wright Mons is volgens Singer een vulkaan en het ontbreken van inslagkraters als bewijs dat die waarschijnlijk niet ouder is dan 1-2 miljard jaar. En Wright Mons is geen kleine vulkaan. Het volume overschrijdt 20.000 kubieke kilometer. Hoewel aanzienlijk minder dan het volume van de grootste vulkanen van Mars, is dit vergelijkbaar met het totale volume van bijvoorbeeld grootste nog actieve vulkaan op aarde, de Mauna Loa in Hawaï. Dit is bijzonder indrukwekkend gezien de kleine omvang van Pluto, met een diameter van ongeveer een derde van die van Mars en een zesde van die van de aarde.

De hellingen van Wright Mons en een groot deel van de omgeving zijn bezaaid met heuveltjes tot 1.000 meter hoog en meestal 6 tot 12 km breed. Het team concludeert dat deze heuveltjes voornamelijk zijn gemaakt van waterijs, in plaats van stikstof- of methaanijs dat sommige andere jonge regio’s op Pluto bedekt, maar er zijn kleine stukjes veel zwakker stikstofijs, voornamelijk in de centrale depressie.

De heuveltjes zijn waarschijnlijk ontstaan ​​door een soort ijsvulkanisme, bekend onder de technische term “cryovulkanisme”. In plaats van gesmolten gesteente wordt bij een uitbarsting ijswater uitgestoten. Pluto’s bulkdichtheid laat zien dat het gesteente in zijn binnenste moet hebben, maar de buitenste gebieden zijn een mengsel van ijs (water, methaan, stikstof en waarschijnlijk ook ammoniak en koolmonoxide, die allemaal minder dan een derde zo dicht zijn als steen). Vergelijk het met de manier dat de korst van de aarde en andere rotsplaneten een mengsel is van verschillende silicaatmineralen.

Bij Pluto’s oppervlaktetemperatuur van ruim onder -200°C is ijs gemaakt van bevroren water enorm sterk. Het kan (en doet dat op Pluto) steile bergen vormen die eeuwig meegaan. IJs smelt natuurlijk bij veel lagere temperaturen dan steen. En wanneer er een mengsel van twee ijssoorten is, kan het smelten beginnen bij een lagere temperatuur dan voor elk van de zuivere ijssoorten (hetzelfde principe is van toepassing op silicaatgesteente gemaakt van verschillende mineralen). Desondanks is het een verrassing om bewijs te vinden van relatief jonge waterrijke cryovulkaanuitbarstingen op Pluto, omdat er geen bekende warmtebron is die die uitbarstingen zou kunnen veroorzaken.

Er is slechts zeer beperkte ruimte voor het binnenste van Pluto om te worden verwarmd door getijdenkrachten – een zwaartekrachtseffect tussen om de aarde draaiende lichamen, zoals een maan en een planeet – die het interieur van sommige manen van Jupiter en Saturnus verwarmen. En de hoeveelheid gesteente in Pluto is niet genoeg om veel warmte uit radioactiviteit te produceren.

Singer en haar collega’s speculeren dat Pluto op de een of andere manier warmte vasthield vanaf haar geboorte, warmte die pas laat in de geschiedenis van de dwergplaneet kon weglekken. Dit zou consistent zijn met de suggestie dar Pluto een diepe interne oceaan met vloeibaar water heeft.

Als de heuveltjes rond en op Wright Mons inderdaad uitbarstingen van waterijs vertegenwoordigen, stroomde dit spul duidelijk niet vrij als vloeibaar water. Het moet een soort kleverige kristalrijke “brij” zijn geweest, misschien binnenin een volledig bevroren, maar toch buigzame, buitenste huid die elke effusie van vloeistof opsloot (en zo de heuveltjes vormde).

Er is overigens een nog grotere waarschijnlijke vulkaan, Piccard Mons, ten zuiden van Wright Mons die ook een grote centrale depressie heeft. We weten veel minder over Piccard Mons dan over Wright Mons omdat, tegen de tijd dat New Horizons zijn dichtste baan naderde, de rotatie van Pluto Piccard Mons in duisternis had gebracht. Alleen de kant van Pluto die op het juiste moment naar de zon gericht was, is in detail te zien. New Horizons kon Piccard Mons desalniettemin in beeld brengen dankzij zonlicht dat zwak op de grond werd gereflecteerd door nevel in de atmosfeer van Pluto.

Het maakt ons nieuwsgierig naar meer. Welke extra details liggen op de loer in de slecht afgebeelde helft van Pluto? Het zal waarschijnlijk tientallen jaren duren voordat we daarachter komen, of veel meer leren over hoe deze ijzige vulkanen zijn ontstaan. Er zijn formeel geen vervolgmissies naar Pluto gepland, maar er zijn in ieder geval twee missieconcepten onderzocht. In het beste geval vertrekken “we” pas in 2030 terug naar de dwergplaneet, en de reis alleen al zal 8 jaar duren.

(kg)

Meer
Markten
Mijn Volglijst
Markten
BEL20