Was steckt im Inneren von Uranus und Neptun? Die beiden äußersten Planeten unseres Sonnensystems gelten als Eisriesen, doch ihr genauer Aufbau ist nach wie vor ein Rätsel. Unter den dichten Atmosphären könnten sich ganz andere Anteile von Gestein, Eis und Gas verbergen als bisher vermutet.
Ein möglicher Schlüssel zur Lösung dieses Rätsels liegt in Edelgasen, die kaum chemisch reagieren und Spuren aus der frühen Planetenbildung bewahren können. Besonders das Isotop Argon-40 schien geeignet, Rückschlüsse auf radioaktive Prozesse im Gestein zu ermöglichen.
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Wie scinexx.de berichtet, haben Forscher des Southwest Research Institute unter der Leitung von Dr. Olivier Mousis in Boulder, USA, nun untersucht, welche Herkunft des Argon-40 in beiden Planetenatmosphären überwiegen könnte. Dazu verband das Team Berechnungen der radioaktiven Argonproduktion mit einer Simulation der Gas- und Staubscheibe, aus der das Sonnensystem vor rund 4,6 Milliarden Jahren entstand.
Zwei Quellen für das Argon
Ein Teil des Argon-40 könnte schon bei der Entstehung der Planeten eingelagert worden sein. Ein weiterer Anteil entsteht über Milliarden Jahre durch den Zerfall von Kalium-40 in Gestein und könnte aus dem Inneren in die Atmosphäre gelangen. Die Forscher fanden heraus, dass bei der Entstehung möglicherweise so viel ursprüngliches Argon-40 in die Planeten gelangte, dass es den später durch radioaktiven Zerfall erzeugten Anteil deutlich überlagern würde.
"Wenn wir dies berücksichtigen, kommen wir zu dem Schluss, dass Messungen des atmosphärischen Argon-40 uns wahrscheinlich mehr über die Entstehungsbedingungen und die Geschichte der Planeten verraten als über ihr Gesteins- oder Eisinneres", erklärt Dr. Olivier Mousis.
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Künftige Missionen könnten Klarheit bringen
Eine Möglichkeit, beide Argonquellen zu trennen, bieten Messungen mehrerer Isotope des Edelgases. Die Verhältnisse von Argon-36, Argon-38 und Argon-40 könnten einen zusätzlichen, im Gestein entstandenen Anteil sichtbar machen. Atmosphärensonden mit empfindlichen Massenspektrometern könnten die Gase direkt erfassen, etwa im Rahmen des geplanten Missionskonzepts Uranus Orbiter and Probe.
