So, 22. Juli 2018

Drehen anders

30.11.2015 17:00

Jupiter-Stürme entstehen durch aufsteigendes Gas

Wissenschaftler haben neue Erkenntnisse über die großen Wirbelstürme in der Atmosphäre des Riesenplaneten Jupiter gewonnen - und dabei womöglich auch die Frage beantwortet, warum Jupiters Stürme eine andere Drehrichtung haben als jene auf der Erde.

Grundsätzlich entstehen die Jupiter-Stürme durch aufwärtsgerichtete Gasströme tiefer in seinem Inneren, wie das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) im deutschen Göttingen am Montag mitteilte. Die aufsteigenden Ströme werden in höherliegenden, stabilen Gasschichten des Planeten abgelenkt und dann verwirbelt.

Wissenschafter der Universität von Alberta in Kanada und des MPS nutzten umfangreiche Computersimulationen für ihre Forschungen, über die sie jetzt in der Fachzeitschrift "Nature Geoscience" berichten. Wie Jupiters Stürme entstehen und warum sie sich in ihrem Drehsinn von denen auf der Erde unterscheiden, galt lange als umstritten. Dabei wissen die Forscher schon seit geraumer Zeit, dass ausgedehnte Windbänder Wolken aus gefrorenen Ammoniakkörnchen mit hohen Geschwindigkeiten um den Gasplaneten treiben.

Großer Roter Fleck ist gewaltiger Wirbelsturm
Andere Regionen der Jupiter-Atmosphäre werden von riesigen langlebigen Wirbelstürmen dominiert. Der größte unter ihnen ist der sogenannte Große Rote Fleck, dessen Ausdehnung stellenweise zwei Erddurchmesser beträgt und der seit mindestens 350 Jahren besteht.

"Unsere hoch auflösenden Computersimulationen zeigen nun, dass ein Zusammenspiel zwischen den Bewegungen im tiefen Inneren des Planeten und einer äußeren stabilen Schicht entscheidend ist", erläuterte der MPS-Wissenschafter Johannes Wicht die Entstehung der Stürme auf dem größten Planeten des Sonnensystems. Angetrieben von der Wärme weiter innen im Jupiter-Kern steigt das Gas laut MPS in Paketen nach oben - ähnlich wie Luft in kochendem Nudelwasser. Die darüber liegenden, stabilen Luftschichten der Jupiter-Atmosphäre stellen aber eine Barriere dar.

"Nur wenn der Auftrieb des Gaspaketes stark genug ist, kann es in diese Schicht eindringen und breitet sich darin horizontal aus", erklärte Wicht. "Unter dem Einfluss der Planetendrehung wird die horizontale Bewegung verwirbelt, so wie wir es auch bei den Wirbelstürmen auf der Erde beobachten."

Drehrichtung genau umgekehrt wie auf der Erde
Wie auf der Erde weisen auch die Wirbelstürme auf dem Jupiter unterschiedliche Drehrichtungen auf - je nachdem, ob sie auf der Nord- oder der Südhalbkugel des Planeten auftreten. Allerdings ist ihre Drehrichtung verglichen mit den Wirbelstürmen auf der Erde genau vertauscht.

Für den Umstand, dass sich Zyklone auf der Erde in die entgegengesetzte Richtung drehen, fanden die Wissenschaftler folgende Erklärung: Beim Jupiter entstehen die Wirbel, wenn aufsteigendes Gas in der oberen Atmosphärenschicht auseinanderstrebt. Auf der Erde dagegen entwickeln sich die Wirbel am Boden, wo Luft zusammenkommt und dann noch oben strömt.

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