Softeis auf Pluto

17.05.2019 • 13:23 Uhr / 4 Minuten Lesezeit

Alltagserscheinungen auf einem fernen Himmelskörper.

Schwarzach Naturwissenschaftliche Fächer sind allgemein unbeliebt. Nicht nur, weil sie schwer sind. Sie sind auch, das hört man meistens: langweilig. Am meisten dort, wo sich zwei berühren, etwa Chemie und Physik. Auf Schulniveau sind das die Aggregatzustände der Stoffe, dieses ganze Zeugs Schmelzen, Verdampfen usw., dazu kommen dann noch die Stoffgemische und ihre Trennung. Schlimme Fremdwörter, wie Eutektikum. Hat etwas mit Schmelzen zu tun. Ein gutes Beispiel ist Lötzinn, eine Legierung von Zinn und Blei. Reines Zinn schmilzt bei 232 Grad, reines Blei bei 327 Grad, die Mischung aber schon bei bei 183 Grad. Es gibt zahllose Eutektika, nicht nur aus zwei Bestandteilen, sondern aus drei oder vier. Und es müssen keine Metalle sein. Die Natur selber macht solche Mischungen, z. B. auf dem Planeten Pluto, der 2015 von der Raumsonde „New Horizons“ aus der Nähe fotografiert wurde. Man erwartete etwas wie den Mond: eine eiskalte Steinkugel mit einem Haufen Krater in der Oberfläche. „Eiskalt“ hat gestimmt, sonst fast nichts. Es gibt 4000 Meter hohe Berge, manche haben oben ein Loch – sowas nennen wir auf der Erde einen Vulkan. Aber was soll aus so einem Plutovulkan rauskommen? Sicher kein glutflüssiges Gestein wie auf der Erde, dazu ist Plutos Kern viel zu kalt.

240 Grad

Was ist sonst noch flüssig? Als erstes denkt man da an Wasser. Es kann aber kein reines Wasser sein, das gefriert bekanntlich bei 0 Grad, auf dem Pluto hat es aber 240 Grad – minus! Da ist Eis so hart wie Granit. Bei einem Vulkan muss aber etwas halbwegs Flüssiges herausschießen und dann den Berg runterfließen, bevor es erstarrt.

Laborversuche zeigen: Ein Gemisch aus Wasser, Ammoniak und Alkohol bildet weit unter Null eine zähflüssige Pampe, die als „Lava“ in Frage käme. Geht alles in Richtung Softeis! Der Alkohol (oder eine andere Beimengung) kann sich aus dem Methan der Atmosphäre bilden. Denn obwohl Pluto auf zwischen 30 und 40 Mal weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde, hat die UV-Strahlung genug Kraft, chemische Reaktionen auszulösen. Bei dieser Tieftemperaturchemie entstehen sogenannte Tholine, gebildet nach dem altgriechischen Wort tholós. Das heiße Schlamm, steht überall, die bessere Übersetzung ist aber schlicht: Dreck.

Ein rotbraunes Zeug, das große Teile der Oberfläche bedeckt. Apropos Oberfläche: Eine Ebene, genannt „Sputnik Planitia“ (so groß wie Skandinavien) besteht aus gefrorenem Stickstoff und zeigt 40 Kilometer große „Konvektionszellen“ – die sehen Sie auch, wenn Sie Öl in einer Pfanne heiß machen, halt nur 4 mm groß. Wärmeres Stickstoffeis steigt in der Zellenmitte auf und sinkt abgekühlt am Rand in die Tiefe, angeheizt durch das warme Wasser eines riesigen Ozeans. Woher kommt die Wärme? Von der Radioaktivität des Kerns. Wunder über Wunder
. . . langweilig? Beim besten Willen nicht!