Auf der Venus: Forscher der ETH Zürich entdecken «Feuerring»

Auf der Oberfläche der Venus haben Forschende der ETH mit Hilfe von Computersimulationen Aktivitäten von Coronae-Strukturen untersucht. Dabei entdeckten sie überraschend einen bislang unbekannten Feuergürtel auf unserem Nachbarplaneten, wie die ETH am Montag mitteilte.

Doch wie entstehen diese ringförmigen Strukturen auf der Oberflächte? Dieser Frage gingen Forschende um Taras Gerya, Professor für Geophysik am Departement Erdwissenschaften, vor einigen Jahren nach. Bis heute nehmen die meisten Fachleute an, dass sogenannte Mantelplumes dafür verantwortlich sind.

Mantelplumes sind Säulen aus heissem, geschmolzenem Gestein, das durch Konvektionsbewegungen im unteren Mantel bis zur Kruste gelangt. Dort breitet sich der oberste Teil der Säule pilzförmig aus, und durch die Hitze schmilzt die darüberliegende Kruste kreisförmig.

Kontinuierlich aus der Tiefe emporsteigendes Material verbreitert den Kopf des Plume und weitet die Ringstruktur auf der Oberfläche aus. Die harte Kruste zerbricht und taucht schliesslich unter den Rand der Corona ab, was lokal tektonische Prozesse in Gang setzt.

Anna Gülcher, Doktorandin in Geryas Forschungsgruppe, hat die Coronae mit 3D-Simulationen erneut untersucht. Ihre Studie wurde in der Fachzeitschrift «Nature Geoscience» veröffentlicht. Dabei ging klar hervor, dass die Coronae-Topografien davon abhängen, wie aktiv die darunterliegende Magmasäule ist.

Über 100 grosse Coronae teilten die Forscherin und ihre Kollegen in zwei Gruppen auf: Solche in denen ein aktiver Plume aufsteigt und solche, unter denen der Plume erkaltet und inaktiv geworden ist. Die meisten Strukturen befinden sich zur Überraschung der Forscherin auf einem Gürtel in der unteren Hemisphäre der Venus.

In Anlehnung an den «Pazifischen Feuerring der Erde» haben die Forschenden dieses Band «Feuerring der Venus» genannt. Es sei jedoch zu beachten, dass auf der Erde die Plattentektonik für die Lage und Dynamik des Feuerrings verantwortlich sei. Auf der Venus sei es vertikaler Hotspot-Vulkanismus, der auf der Erde nur an wenigen Orten vorkomme.

In künftigen Studien soll herausgefunden werden, wieso sich die Mantelplumes auf der Venus genau in einem solchen Gürtel anordnen. Dies wird mit Computersimulationen im grossen Massstab untersucht. Denn dafür ist eine sehr grosse Rechnerkapazität notwendig.

Bislang simulierten die Forschenden in ihren Modellen nur wenige Hundert Kilometer des obersten Teils eines Mantelplumes. Diese Magmasäulen können aber in der Realität über 1000 Kilometer lang sein.