Der Marsmond Phobos zerfällt langsam

Die langen, flachen Rillen, die die Oberfläche von Phobos säumen, sind wahrscheinlich erste Anzeichen für das strukturelle Versagen, das diesen Marsmond letztendlich zerstören wird.

Phobos kreist nur 6.000 Kilometer über der Marsoberfläche und ist seinem Planeten näher als jeder andere Mond im Sonnensystem. Die Schwerkraft des Mars zieht Phobos, den größeren seiner beiden Monde, alle hundert Jahre um etwa 6,6 Fuß (2 Meter) an. Wissenschaftler gehen davon aus, dass der Mond in 30 bis 50 Millionen Jahren auseinandergerissen wird.

„Wir glauben, dass Phobos bereits zu versagen begonnen hat, und das erste Anzeichen dieses Versagens ist die Entstehung dieser Rillen“, sagte Terry Hurford vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland.

Die Ergebnisse von Hurford und seinen Kollegen werden am 10. November 2015 auf der Jahrestagung der Abteilung für Planetenwissenschaften der American Astronomical Society in National Harbor, Maryland, vorgestellt.

Lange wurde angenommen, dass es sich bei den Furchen von Phobos um Brüche handelte, die durch den Einschlag entstanden waren, der den Stickney-Krater bildete. Dieser Zusammenstoß war so heftig, dass er Phobos beinahe zerschmettert hätte. Allerdings stellten die Wissenschaftler schließlich fest, dass die Rillen nicht vom Krater selbst, sondern von einem Brennpunkt in der Nähe ausstrahlen.

In jüngerer Zeit haben Forscher vorgeschlagen, dass die Rillen stattdessen durch viele kleinere Einschläge von vom Mars ausgeworfenem Material entstehen könnten. Aber neue Modellierungen von Hurford und Kollegen stützen die Ansicht, dass die Rillen eher „Dehnungsstreifen“ ähneln, die entstehen, wenn Phobos durch Gezeitenkräfte deformiert wird.

Die Anziehungskraft zwischen Mars und Phobos erzeugt diese Gezeitenkräfte. Die Erde und unser Mond ziehen auf die gleiche Weise aneinander, erzeugen Gezeiten in den Ozeanen und machen sowohl den Planeten als auch den Mond eher leicht eiförmig als perfekt rund.

Die gleiche Erklärung wurde für die Rillen vor Jahrzehnten vorgeschlagen, nachdem die Raumsonde Viking Bilder von Phobos zur Erde geschickt hatte. Damals galt Phobos jedoch als durchweg mehr oder weniger solide. Als die Gezeitenkräfte berechnet wurden, waren die Spannungen zu gering, um einen festen Mond dieser Größe zu zerbrechen.

Jüngste Überlegungen gehen jedoch davon aus, dass das Innere von Phobos ein Trümmerhaufen sein könnte, der kaum noch zusammenhält und von einer etwa 100 Meter dicken Schicht aus pulverförmigem Regolith umgeben ist.

„Das Lustige an dem Ergebnis ist, dass es zeigt, dass Phobos eine Art leicht zusammenhängendes äußeres Gewebe hat“, sagte Erik Asphaug von der School of Earth and Space Exploration der Arizona State University in Tempe und Co-Forscher der Studie. „Das macht Sinn, wenn man an pulverförmige Materialien in der Mikrogravitation denkt, aber es ist ziemlich unintuitiv.“

Eine Innenschicht wie diese kann sich leicht verformen, da sie nur eine sehr geringe Festigkeit aufweist und die Außenschicht dazu zwingt, sich neu anzupassen. Die Forscher glauben, dass sich die äußere Schicht von Phobos elastisch verhält und Spannungen aufbaut, aber sie ist schwach genug, dass diese Spannungen dazu führen können, dass sie versagt.

All dies bedeutet, dass die auf Phobos wirkenden Gezeitenkräfte mehr als genug Spannung erzeugen können, um die Oberfläche zu zerbrechen. Die von diesem Modell vorhergesagten Spannungsbrüche stimmen sehr gut mit den Rillen überein, die auf den Bildern von Phobos zu sehen sind. Diese Erklärung passt auch zu der Beobachtung, dass einige Rillen jünger sind als andere, was der Fall wäre, wenn der Prozess, der sie erzeugt, noch andauert.

Das gleiche Schicksal könnte dem Neptunmond Triton widerfahren, der ebenfalls langsam nach innen fällt und eine ähnlich zerklüftete Oberfläche aufweist. Den Forschern zufolge hat die Arbeit auch Auswirkungen auf extrasolare Planeten.

„Wir können diese fernen Planeten nicht abbilden, um zu sehen, was vor sich geht, aber diese Arbeit kann uns helfen, diese Systeme zu verstehen, denn jeder Planet, der in seinen Mutterstern fällt, könnte auf die gleiche Weise auseinandergerissen werden“, sagte Hurford.