Frage & Antwort

Frage & Antwort, Nr. 487 Warum hat die Erde keine Ringe?

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Hübsch konstruiert: die Erde mit Ringen.

Screenshot: https://www.youtube.com/watch?v=UT2sQ7KIQ-E

Saturn ist der "Herr der Ringe" unter den Planeten des Sonnensystems, das ist schon mit kleinem Fernrohr gut erkennbar. Dünnere Ringe zieren aber auch Jupiter, Uranus und Neptun. Und die Erde? Fehlanzeige. Doch warum?

Die Bilder, die Raumsonde Cassini vom Saturn geschickt hat, sind so beeindruckend und schön, dass man auf die Ringe des großen Gasplaneten fast neidisch sein könnte. Wieso muss die Erde auf einen solchen Schmuck verzichten?

Auffällig ist, dass alle Planeten im Sonnensystem, die ausgeprägte oder schwache Ringe haben, Gasplaneten sind – ob es nun die beiden Gasriesen Saturn und Jupiter sind, oder die Eisriesen Uranus und Neptun. "An Gasplaneten stellen Ringe etwas 'Gewöhnliches' dar", sagt uns Ulrich Köhler vom Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin. "Aber grundsätzlich spricht auch bei erdähnlichen Planeten nichts gegen Ringe. Es stellt sich lediglich die Frage, woher die Teilchen, aus denen die Ringe bestehen, kommen könnten."

Es sind hauptsächlich Eisbrocken und Staubpartikel, die die Ringe der Gasplaneten bilden. Forscher vermuten, dass es sich dabei um die Reste kleiner Eismonde handelt. Wie es zu diesen Resten kommt? Da gibt es verschiedene Möglichkeiten.

Gezeitenkräfte, Meteoriten, Eisvulkane

So könnte es zum Beispiel sein, dass die kleinen Monde einst sehr eng um ihren Planeten kreisten und ihm dabei schließlich so nahe kamen, dass sie durch die Gezeitenkräfte auseinandergerissen wurden. Denn auf der Vorder- und Rückseite des Mondes greift der Planet mit jeweils unterschiedlich starker Anziehungskraft an. Und wenn ein kleiner Mond ganz allmählich auf den Planeten zuwandert, ist irgendwann der Punkt erreicht, an dem er diesen Kräften nicht mehr standhalten kann. Im Wissenschaftler-Jargon hat der Mond dann die Roche-Grenze überschritten. "Die vielen kleinen Teile, in die er infolgedessen zerlegt wird, können einen vergleichsweise massiven Ring bilden", sagt Köhler.

Das also ist eine mögliche Quelle für Ring-Teilchen – aber bei Weitem nicht die einzige. Staub entsteht auch, wenn zentimeterkleine Meteoriten in die Monde einschlagen. Und das passiert permanent. "Alle planetaren Körper unterliegen langzeitlich einem ständigen Beschuss von Mikrometeoriten", sagt Köhler. Wenn dann durch diese Einschläge Staubteilchen in die Umgebung gelangen, "haben kleine Monde selbst nicht genug Schwerkraft, um diese Staubteilchen zu halten", wie der Planetenforscher erklärt. "Die Staubteilchen gehen daher entweder sofort in die Umlaufbahn um den Planeten über oder entweichen ins All." Die am Planeten verbleibenden Teilchen bilden dann dünne Ringe. Hauptsächlich auf diese Weise kommt Jupiter zu seinen Ringen. Die Monde, die den nötigen Staub liefern, sind Metis und Thebe – beide nur wenige Kilometer groß und auf sehr nahen Umlaufbahnen um Jupiter herum.

Aus einer ganz anderen Quelle speist sich der äußerste Ring des Saturn: Eisvulkane spielen hier die zentrale Rolle – und zwar die auf dem Mond Enceladus. Die Raumsonde Cassini hat aufsehenerregende Fotos von Ausbrüchen in dessen Südpolregion gemacht. Eis- und Staubpartikel werden dabei ausgestoßen, die Enceladus aber, wie Köhler erläutert, "mit seinem Durchmesser von 500 Kilometern nicht an sich binden kann". Seine Anziehungskraft ist zu gering. "Ein großer Teil der Partikel geht daher in Umlaufbahnen um Saturn", so Köhler. Auch in den Jupiterringen befinden sich dem Wissenschaftler zufolge Partikel aus vulkanischer Aktivität. Dort ist es der Galileische Mond Io, der dazu beiträgt.

Der Ring der Erde ist der Mond

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Gezeitenkräfte, Meteoritenbeschuss, Eisvulkane – bleibt noch die "primordiale", ursprüngliche Entstehung von Ringen. "Das bedeutet, dass das Ringsystem gemeinsam mit dem Planeten entstanden sein könnte", erläutert Köhler. Dann gäbe es die Ringe also schon seit fast 4,6 Milliarden Jahren. Ob sich Ringsysteme über einen dermaßen langen Zeitraum stabil halten können, ist allerdings unklar. "Durch Reibungskräfte driften die Ringpartikel immer ganz allmählich in Richtung des Zentralplaneten", gibt der Planetenforscher zu bedenken. "Deshalb ist die Lebensdauer von Ringsystemen wohl auf sehr viel kürzere Zeit begrenzt. Sie sind sehr wahrscheinlich ein 'dynamisches' Phänomen, also dem Wandel unterworfen."

Kommen wir nun, nachdem geklärt ist, wie Ringe entstehen können, zurück zur Erde: Käme nicht die eine oder andere dieser Ringteilchen-Quellen auch für sie infrage? "Nein", sagt Köhler. "Unter den terrestrischen Planeten des Sonnensystems wären allein bei Mars Ringe denkbar." Die kleinen Marsmonde Phobos und Deimos stehen unter Meteoritenbeschuss, daraus könnten sich um den Roten Planeten durchaus dünne Ringe bilden. "Die Suche danach blieb aber bisher erfolglos", sagt der Wissenschaftler. Doch in ferner Zukunft besteht für den Mars noch eine weitere Möglichkeit, an Ringe zu kommen: Es zeichnet sich ab, dass Phobos, der innere der beiden Marsmonde, die Roche-Grenze überschreiten und auseinanderbrechen wird. Laut Köhler dürfte es in 10 bis 20 Millionen Jahren so weit sein.

Und tatsächlich geht letzten Endes auch die Erde nicht leer aus, was Ringe anbelangt. Blickt man nämlich in die Vergangenheit und auf die Entstehungsgeschichte unseres eigenen Mondes, kommt man zu einem faszinierenden Schluss: Auch unser Heimatplanet wird wohl einst einen Ring gehabt haben. Forscher nehmen an, dass die Erde vor rund 4,45 Milliarden Jahren von einem marsgroßen Körper getroffen wurde, der große Teile der frischen Erdkruste und des noch glühenden Mantels verdampfen ließ. "In einem gewaltigen Ring, der den Äquator der Erde umgab", sagt Köhler, "kondensierte dieses feurige Gemisch aus superheißen Gesteinsgasen." Und was dann mit diesem Ring-Material geschah, ist besonders spannend: "Es formte sich zu einem neuen Körper: dem Mond."

Warum also sehnsüchtig auf Saturn schielen? Auch die Erde hat ihren Ring: Er steckt im Mond.

Quelle: n-tv.de

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