Observaties suggereren dat ze letterlijk onder hun eigen gewicht bezwijken.

In 2015 ontdekte ruimtesonde Dawn een 4,8 kilometer hoge ijsvulkaan op dwergplaneet Ceres: Ahuna Mons. De vulkaan – die niet langer actief is – is zo’n 200 miljoen jaar oud zijn en dus relatief recent nog wel actief geweest. Met de ontdekking van deze eenzame ijsvulkaan kwamen onderzoekers voor een raadsel te staan. Het leek namelijk heel onwaarschijnlijk dat Ceres na honderden miljoenen jaren van inactiviteit opeens op één plek actief was geworden. In plaats daarvan zou je verwachten dat er elders op Ceres nog meer van deze ijsvulkanen te vinden zouden zijn. Maar Dawn kon ze niet vinden.

Eerdere studie
Vorig jaar publiceerden onderzoekers een paper waarin ze die eenzame vulkaan probeerden te verklaren. De onderzoekers schreven dat er in het verleden veel meer vulkanen op Ceres actief waren geweest, maar dat hun bestaan was uitgewist door wat zij ‘viscous relaxation‘ noemden. Als je een stroperig materiaal – zoals bijvoorbeeld honing – in een klodder op tafel legt, zul je zien dat het onder het eigen gewicht uitvlakt. “Gesteenten doen dat onder normale temperaturen en op normale tijdschalen niet, maar ijs wel,” stelt onderzoeker Michael Sori. En laten de vulkanen op Ceres nu juist voornamelijk ijs naar buiten werken. De hypothese was dan ook helder: de ijsvulkanen op Ceres worden onder invloed van hun eigen gewicht steeds platter. Dat wil zeggen: als ze op een relatief warme plek staan. Want hoewel de temperaturen op heel Ceres aan de lage kant zijn, variëren ze wel van plaats tot plaats. “De polen van Ceres zijn zo koud dat een berg van ijs niet zwicht,” stelt Sori. “Maar de evenaar is warm genoeg om een berg van ijs op een geologische tijdschaal uit te vlakken.” Computersimulaties onderschrijven die theorie. Gemodelleerde ijsvulkanen op de polen van Ceres hielden moedig stand, terwijl modelvulkanen op lagere breedtes steeds lager, breder en ronder werden.

Ahuna Mons. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA / ASI / INAF.

Observaties
Tot zover de theorie. Maar hoe zit het nu echt op Ceres? Over die vraag hebben onderzoekers zich nu gebogen. Ze bestudeerden daartoe beelden die ruimtesonde Dawn van de dwergplaneet heeft gemaakt. En uiteindelijk vonden ze op het oppervlak van Ceres maar liefst 22 bergen die er exact zo uitzagen als de hypothese voorspelde, namelijk als een soort ingezakte en uitgedijde puddingen. En wat de onderzoekers met name het idee geeft dat hun theorie klopt, is dat ze op de pool een heel oude ijsvulkaan hebben gevonden die ongeveer dezelfde vorm heeft als de piepjonge Ahuna Mons. Deze ijsvulkaan – Yamor Mons – is ongeveer vijf keer breder dan hoog en – zoals de modellen voorspelden – veel meer in verhouding dan de ijsvulkanen op lagere breedtes.

Op jaarbasis
Door de echte bergen op Ceres naast de bergen uit de simulaties te leggen, konden de onderzoekers ook de leeftijd van de meeste bergen vaststellen. En door die leeftijd naast het volume van de bergen te leggen, konden de onderzoekers berekenen met welke snelheid ijsvulkanen op Ceres ontstaan. “We ontdekten dat er elke 50 miljoen jaar een vulkaan ontstaat,” aldus Sori. Het zou betekenen dat er op jaarbasis genoeg vulkanisch materiaal opborrelt om vier Olympische zwembaden mee te vullen. Daarmee is Ceres veel minder productief dan de aarde. Overigens zijn de vulkaanuitbarstingen op aarde sowieso slecht te vergelijken met die op Ceres. Zo zijn ze op Ceres niet explosief; het cryomagma – een mix van gesteente, ijs en andere vluchtige stoffen zoals ammoniak – lekt er gewoon uit.

Hoe de erupties op Ceres ontstaan, is in dit stadium nog onduidelijk. Maar toekomstig onderzoek kan daar wellicht meer inzicht in geven. Zeker nu de laatste jaren is gebleken dat er meer hemellichamen in het zonnestelsel zijn waarop cryovulkanisme een rol speelt. Zo vermoeden onderzoekers dat ook de manen Europa en Enceladus ijsvulkanen herbergen.