NASA findet Hinweise auf hydrothermale Quellen auf Enceladus und bestätigt Fontänen auch auf Europa


Künstlerische Darstellung vom Flug der Cassini-Sonde durch die Enceladus-Fontänen (Illu.).

Copyright: NASA/JPL-Caltech

Pasadena (USA) – Auf einer Pressekonferenz hat die NASA neue Entdeckungen auf den Saturn- und Jupitermonden Enceladus und Europa bekannt gegeben, die die Wahrscheinlichkeit für außerirdisches Leben im Sonnensystem erneut steigern: Während eine Analyse der Zusammensetzung der Wassereisfontänen am Südpol des Enceladus auf hydrothermale Quellen am Grunde des die Fontänen speisenden Ozeans und damit auf potentiell lebensförderliche Bedingungen darin hinweisen, konnten mit dem Weltraumteleskop Hubble ähnliche Fontänen nun auch erneut auf dem Jupitermond Europa nachgewiesen werden.

Wie das Team um die Cassini-Projektwissenschaftler Hunter Waite vom Southwest Research Institute (SwRI) und Linda Spilker vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA aktuell im Fachjournal „Science“ (DOI: 10.1126/science.aai8703) berichtet, belegen Analysen der Zusammensetzung der Enceladus-Fontänen, dass der unter der kilometerdicken Eiskruste verborgene Ozean durch hydrothermale Aktivität an seinem Grund unter anderem mit Wasserstoff angereichert wird (…GreWi berichtete schon vorab).

Dieser Überfluss an Wasserstoff könnte somit eine chemische Energiequelle für Leben im Enceladus-Ozean sein – sollte dieses, ähnlich wie auf der Erde um die nun mit großer Sicherheit nachgewiesenen heißen Mineralquellen am Meeresboden auch auf Enceladus entstanden sein.

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Auf der Erde nutzen an erster Stelle Mikroben den Wasserstoff gemeinsam mit ebenfalls im Wasser gelösten Kohlendioxid als Energiequelle. „Bei diesem als ‚Methanogenese‘ bezeichneten chemischen Reaktion entsteht als Nebenprodukt Methan und damit sozusagen die Wurzel des irdischen Lebensbaumes. Dieser Prozess könnte auch eine Grundvoraussetzung für die Entstehung des Lebens auf der Erde gewesen sein.“, erläutert die NASA.

Das Leben, wie wir es von der Erde kennen, benötigt drei Grundzutaten: Flüssiges Wasser, eine Energiequelle für den Stoffwechsel und die richtigen chemischen Zutaten: Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel. „Die Cassini-Analysen konnten nun fast alle diese Lebens-Zutaten auch auf dem kleinen Eismond nachweisen, der von der Sonne rund eineinhalb Milliarden Kilometer weiter entfernt ist als unsere Erde.“ Lediglich Phosphor und Schwefel wurde bislang noch nicht direkt nachgewiesen. Da jedoch davon ausgegangen wird, dass der felsige Kern des Mondes eine ähnliche Zusammensetzung aufweist wie Meteoriten und dieser Kern in direkten Kontakt mit dem verborgenen Ozean steht, könne davon ausgegangen werden, dass auch diese beiden Zutaten im Wasser des Enceladus-Ozeans zu finden sind, so die NASA.

„Der Nachweis einer chemischen Energiequelle für potentielles Leben auf einem kleinen Saturnmond ist ein wichtiger Meilenstein bei der Suche nach Leben jenseits unserer Erde“, kommentiert Linda Spilker die Entdeckung


So stellen sich die NASA-Wissenschaftler das Innere von Enceladus auf der Grundlage der Cassini-Daten vor (Illu.).

Copyright: NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute

Die Grundlage der aktuellen Studie sind Messungen der Cassini-Sonde während einer direkten Durchquerung der Einsfontänen im Oktober 2015 und eine Analyse von deren Zusammensetzung mit Hilfe des Ionen- und Masserspektrometers INMS an Bord der Sonde. Hierbei zeigte sich, dass die Gasfontänen zu 98 Prozent aus Wasser, zu 1 Prozent aus Wasserstoff und der Rest aus einer Mischung anderer Moleküle, darunter Kohlendioxid, Methan und Ammoniak bestehen.

„Obwohl Cassini nicht dazu geeignet ist, Leben innerhalb der Fontänen nachzuweisen (die Fontänen selbst wurden erst nach der Ankunft der Sonde im Saturnsystem entdeckt), haben wir jedoch alle Inhaltsstoffe gefunden, die möglichem Leben als Nahrungs- und Energiequelle dienen könnten“, so Waite.

Damit stellen die neuen Messungen eine weitere Beweislinie für hydrothermale Aktivität im Enceladus-Ozean dar. Schon zuvor deuteten Messungen daraufhin, dass felsiger Ozeanboden mit dem Wasser selbst chemisch interagiert und dabei Wasserstoff entsteht (…GreWi berichtete).

Hydrothermale Quellen vor dem Azoren.
Copyright: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

Da zumindest auf der Erde hydrothermale Quellen, sogenannte „Schwarze Raucher“ – also Tiefseeschlote, an denen gemeinsam mit heißem Wasser auch eine Vielzahl an darin gelösten Mineralien und organischen Stoffen selbst am sonst kalten Grund der Tiefsee lebensfreundliche Bedingungen entstehen – als Quellen des Lebens gelten, könnte es durchaus sein, dass ähnliche Prozesse auch rund um die hydrothermalen Quellen auf Enceladus stattgefunden haben. Auf diese Weise könnten dann also lebensfreundliche Zonen innerhalb des Enceladus-Ozeans entstanden sein – und das dann weit außerhalb der klassischen lebensfreundlichen Zone unserer Sonne, die sich eigentlich nur zwischen den Umlaufbahnen von Venus und Mars erstreckt.

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Die vier Galileischen Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto (v.o.n.u.) maßstabsgetreu in Fotomontage vor dem Großen Roten Fleck des Jupiter.
Copyright: NASA/JPL/DLR

Zeitgleich mit der Veröffentlichung über die hydrothermale Aktivität auf Enceladus präsentierten Forscher um William Sparks vom Space Telescope Science Institute in Baltimore die Ergebnisse ihrer Beobachtungen des Jupitermondes Europa mit dem Weltraumteleskop „Hubble“. Wie die Forscher aktuell in der Fachzeitschrift „The Astrophysical Journal Letters“ (DOI: 10.3847/2041-8213/aa67f8) berichten, gelang ihnen während dieser Arbeit 2016 die Beobachtung einer geysirartigen Fontäne auch aus der ebenfalls eisigen Oberfläche des kleinsten der vier Jupitermonde.

Den aktuell beobachteten Ausbruch registrierten die Wissenschaftler in genau jener Region am Südpol des Mondes, in der bereits 2013/14 erste Hinweise auf eine solche Fontäne beobachtet wurden (…GreWi berichtete), deren tatsächliche Existenz seither jedoch immer wieder kontrovers diskutiert worden war (…GreWi berichtete 1, 2).


Die Bilder zeigen die Hubble-Aufnahmen der Ausbrüche 2014 und 2016 im Hintergrund einer Fotomontage mit dem Jupitermond Europa.

Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.
Copyright: NASA/ESA/W. Sparks (STScI)/USGS Astrogeology Science Center

Der jetzt neu beobachtete Ausbruch erzeugte eine Fontäne von rund 100 Kilometern Höhe und war damit doppelt so hoch, wie die erste Beobachtung. Beide Ereignisse ereigneten sich laut den Forschern in einer ungewöhnlich „warmen“ Region, an der die Oberfläche von Europa von zahlreichen Spalten und Rissen im Eispanzer des Mondes geprägt ist. Wie schon auf Enceladus sehen die NASA-Wissenschaftler in diesen Fontänen auch einen möglichen direkten Beweis dafür, dass an diesen Stellen Wasser aus dem Innern des Mondes an die Oberfläche gepresst wird.

„Die Enceladus-Fontänen stehen mit wärmeren Regionen innerhalb der Eiskruste in Verbindung. Nachdem später Hubble ähnliche Fontänen auch auf Europa entdeckt hatte, haben wir uns die thermalen Daten der Jupitermission ‚Galileo‘ vorgenommen, und entdeckt, dass auch die hiesigen Ausbrüche über einer thermalen Anomalie stattfinden“, erläutert Sparks.


Eine Detailaufnahme der Ausbruchsregion (l.) im Vergleich zur thermalen Karte auf der Grundlage der Galileo-Daten macht die thermale Anomalie am gleichen Ort deutlich.

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Copyright: NASA/ESA/W. Sparks (STScI)/USGS Astrogeology Science Center

Sollte sich also weiterhin bestätigen, dass es einen direkte Verbindungen zwischen den Fontänen und den „Hot Spots“ in der Eiskruste des Jupitermondes gibt, so wäre auch dies ein deutlicher Hinweis dafür, dass hier flüssiges Wasser aus dem Untergrund an die Oberfläche gepresst wird.

Die Bestätigung von Fontänen auch auf Europa bestärkt die NASA-Wissenschaftler in der Hoffnung, schon im Rahmen der jetzt schon für die 2020er Jahre geplanten „Europa Clipper“-Mission ins Jupitersystem, auch diese geysirartigen Ausstöße direkt analysieren zu können.

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