Mogelijk stikstofijs spuwende vulkanen op Eris en Makemake

Hoe cool is dit? Twee van de meest afgelegen werelden in het zonnestelsel zijn mogelijk geologisch actief en hebben daardoor een blinkende ijslaag van stikstof op hun oppervlak.

Eris
Op Eris is wellicht meer gaande dan we tot nu toe dachten. Beeld: NASA

Op de dwergplaneten Eris en Makemake, die voorbij de planeet Neptunus liggen, komen mogelijk ijsvulkanen voor die het oppervlak van deze wereldjes telkens opnieuw bedekken met stikstofijs. Dat zeggen Will Grundy van het Lowell Observatory en Orkan M. Umurhan van het SETI-instituut in een studie die ze op 17 oktober presenteerden tijdens een bijeenkomst van de American Astronomical Society.

De dwergplaneten zijn de op één en twee na grootste objecten in de ijzige Kuipergordel. Beide lijken veel te klein en te koud voor het soort geologische activiteit dat tot vulkanisme leidt.

Aerosolsmurrie

Grundy en Umurhan beredeneren echter dat het binnenste van Eris en Makemake wel degelijk actief is. Het bewijs schuilt volgens hen in de ijslaag van beide werelden. Bij het meten van de reflectie van het oppervlak van de dwergplaneten zagen de onderzoekers duidelijke lijnen in het spectrum die de aanwezigheid van bevroren methaan verraden.

Wanneer methaan verdampt, ontstaat een roodachtige aerosolsmurrie, tholine geheten, die op het oppervlak van de dwergplaneten belandt. Grundy en Umurhan berekenden dat deze smurrie ongeveer 10 procent van de totale hoeveelheid ijs op Eris uitmaakt. Het aandeel ervan op Makemake is nog wat groter.

Te oordelen naar de hoeveelheid methaan zou je verwachten dat tholine een groot deel uitmaakt van het oppervlak, wat de werelden donkerder maakt. Echter, in plaats daarvan hebben ze juist een helder wit voorkomen, vergelijkbaar met gebieden op Pluto die bedekt zijn met stikstofijs. Grundy en Umurhan beredeneren daarom dat de dwergplaneten vulkanen moeten hebben die stikstofijs over de tholine heen spuwen.

Sputnik Planitia

LEESTIP: Planeetonderzoek voor de zaterdagochtend. Sebastiaan de Vet €19,99. Bestel in onze webshop.

Stikstofijs gedraagt zich anders dan waterijs. Het is rekbaar wanneer je het opwarmt, wat je volgens Umurhan kunt vergelijken met een soort dikke teer. Op het oppervlak van Eris en Makemake zou uitrekking ervoor kunnen zorgen dat de tholine begraven raakt. Een andere mogelijkheid is dat convectie van onderaf een soort gletsjer van bevroren stikstof aanvult, zoals op de ijsvlakten van het Sputnik Planitia-gebied op Pluto.

Maar waar komt de energie dan vandaan die ten grondslag ligt aan de ijsvulkanen? Aangezien de dwergplaneten zo ver van de zon af staan, moet iets anders voor de benodigde warmte zorgen. Umurhan zegt dat radioactief gesteente in de buurt van de kern van de miniplaneten hiervoor verantwoordelijk kan zijn. Ook kunnen meerdere Sputnik Planitia-achtige gebieden nieuw stikstofijs op het oppervlak afzetten en zo de methaansmurrie verbergen.

Plaattektoniek

Bill McKinnon, teamlid van NASA’s New Horizons-missie naar Pluto, kijkt met interesse naar het idee van een convectiegebied. ‘Maar die hypothese kunnen we alleen op basis van de huidige gegevens niet bewijzen’, zegt McKinnon. Daarvoor moet je namelijk weten tot hoe diep de stikstof reikt. Als het gaat om een hoeveelheid zoals op Pluto, waar het minder dan 500 kilometer diep is, dan is dat niet genoeg voor het ontstaan van convectielagen – en dus niet genoeg voor het herbedekken van het oppervlak van deze werelden.

‘Grundy en Umurhan moeten eerst maar eens uitzoeken of deze hoeveelheden plausibel zijn’, zegt McKinnon.

Grote gletsjers van stikstofijs kunnen zelfs gedrag vertonen zoals bij plaattektoniek, waarbij rigide bovenlagen en sponzige onderlagen op elkaar inwerken, zegt Umurhan. Dit is vergelijkbaar met de theorie die zegt dat Sputnik Planitia beweegt onder invloed van een ondergrondse oceaan. Hier is echter vooralsnog geen bewijs voor op Eris en Makemake.

Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.

Lees verder:

Plaats een reactie