Hoe bevriezend smeltwater vreemde heuvels op de dwergplaneet Ceres kan maken
Op de dwergplaneet Ceres, ergens tussen Mars en Jupiter, ligt een krater met een raadsel. In de bodem van Occator-krater staan vreemde heuvels die sterk lijken op "pingo's": ijsheuvels die je ook op aarde vindt, bijvoorbeeld in het noordpoolgebied van Canada. Hoe die heuvels op Ceres zijn ontstaan, wisten wetenschappers tot nu toe niet zeker. Een nieuw onderzoek komt met een verrassende verklaring.
Ceres is de grootste rots in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. Het is geen gewone steenklomp: wetenschappers denken dat Ceres ooit een oceaan onder zijn oppervlak had, en mogelijk nog altijd zout water diep onder de grond bevat. De ruimtesonde Dawn van NASA maakte jaren geleden scherpe foto's van de krater Occator. Daarop zie je aardverschuivingen, geulen en die bijzondere heuvels.
Eerder dachten onderzoekers dat deze heuvels ontstonden doordat zout water (brijn genoemd, een mengsel van water en zouten) vanuit diepe lagen in de korst omhoog kwam. Het onderzoeksteam achter deze studie testte een andere verklaring: misschien komt het water helemaal niet van diep in de ondergrond, maar van smeltwater dat is ontstaan bij de inslag die de krater zelf veroorzaakte.
Bevriezen duwt water omhoog
Als een meteoriet inslaat, smelt het gesteente op de plek van de klap. Dat smeltwater koelt daarna langzaam af en bevriest. Het onderzoeksteam simuleerde met computermodellen hoe warmte en water zich gedragen in zo'n bevriezende smeltlaag op de bodem van Occator-krater.
De uitkomst: wanneer water bevriest, zet het uit. Dat uitzetten bouwt druk op in de ondergrond. Die druk kan groot genoeg worden om het gesteente open te breken, een proces dat lijkt op wat geologen "hydraulisch breken" noemen. Via die scheuren wordt water naar het oppervlak geperst, waar het weer bevriest en een heuvel vormt: een pingo.
De onderzoekers testten dit scenario met heel veel verschillende aannames over de eigenschappen van de bodem op Ceres, zoals hoe poreus of hoe hard het gesteente is. Bij de meeste van die combinaties bleek er genoeg water naar boven geperst te worden om de pingo's te kunnen vormen die we nu op foto's zien.
Wat betekent dit (nog) niet: Dit is een simulatiestudie van één onderzoeksteam, geen directe meting op Ceres zelf. Het model laat zien dat het proces natuurkundig mogelijk is en vaak genoeg water zou opleveren, maar bewijst niet dat het ook echt zo is gegaan. Er blijft ruimte voor andere verklaringen, zoals het eerder genoemde idee van brijn uit diepere lagen.
Toch is deze bevinding belangrijk. Als bevriezend inslagsmeltwater inderdaad pingo's kan vormen, betekent dat dat je geen diepe, actieve waterlaag nodig hebt om zulke structuren te verklaren. Dat verandert hoe we naar de rest van Occator-krater kijken, en mogelijk ook naar andere ijsrijke plekken in het zonnestelsel, zoals manen van Jupiter en Saturnus die ook ijs en gesteente combineren.
Het laat ook zien hoe dynamisch Ceres eigenlijk is. Onder die stille, grijze korst gebeurt meer dan je zou denken: water dat beweegt, bevriest, druk opbouwt en uiteindelijk het landschap vormt. Een klein wereldje met een verrassend actieve ondergrond.
Bron: Cryohydrologic Flow and Pingo Formation Within Freezing Impact Melts in Occator Crater, Ceres