Kochsalzverbindungen auf Jupitermond Europa entdeckt

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In dieser Galileo-Aufnahme des Jupitermondes Europa zeichnet sich die geologisch chaotische Tara Regio als gelblicher Bereich links der Bildmitte ab. Copyright: NASA/JPL /Universität von Arizona

In dieser Galileo-Aufnahme des Jupitermondes Europa zeichnet sich die geologisch chaotische Tara Regio als gelblicher Bereich links der Bildmitte ab.
Copyright: NASA/JPL /Universität von Arizona

Pasadena (USA) – Auf der Oberfläche des Jupitermondes Europa haben US-Planetenwissenschaftler eine uns allen vertraute Zutat entdeckt: Natriumchlorid, eine Verbindung, die auf der Erde auch als Tafel- bzw Kochsalz und Hauptbestandteil von Meersalz bekannt ist. Die Entdeckung hat auch spannende Konsequenzen für mögliches dortiges Leben.

Die eisige Oberfläche von Europa ist geprägt von gelblich gefärbten Regionen. Mithilfe einer Spektralanalyse im sichtbaren Lichtspektrum haben Planetenforscher nun entdeckt, dass es sich dabei tatsächlich um Natriumchlorid handelt.

Wie das Team um die Doktorandin Samantha Trumbo und Professor Mike Brown vom California Institute of Technology (Caltech) und Kollegen vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA aktuell im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.aaw7123) berichtet, legt die Entdeckung nahe, dass der salzige unterirdische Ozean Europas den Ozeanen der Erde chemisch ähnlicher sein könnte als bisher angenommen. Dies wiederum stellt jahrzehntelange Vermutungen über die Zusammensetzung dieses verborgenen Gewässers in Frage.

Anhand von Vorbeiflügen der NASA-Missionen Voyager und Galileo gehen Wissenschaftler davon aus, dass sich unter Europas eisiger Hülle eine Schicht aus salzigem Flüssigwasser, ein Ozean, befindet. Das Infrarotspektrometer an Bord der Galileo-Sonde identifizierte auf der Oberfläche des Mondes Wassereis und eine Substanz, bei der es sich anscheinend um Magnesiumsulfatsalze (wie Bittersalze) handelte. Da die eisige Schale geologisch jung ist und reichlich Hinweise auf frühere geologische Aktivitäten enthält, wurde schon zuvor vermutet, dass die auf der Oberfläche vorhandenen Salze möglicherweise aus dem verborgenen Ozean stammen.

“Wissenschaftler haben traditionell angenommen, dass die gesamte interessante Spektroskopie der Planetenoberflächen im Infrarotbereich auf stattfindet, da dort die meisten Moleküle, nach denen Wissenschaftler suchen, ihre grundlegenden Eigenschaften aufzeigen”, so Brown und Trumbo führt zur aktuellen Untersuchung weiter aus: “Niemand hat zuvor Spektren mit sichtbarer Wellenlänge von Europa aufgenommen, die eine solche räumliche und spektrale Auflösung hatten. Die Galileo-Sonde hatte kein Spektrometer im sichtbaren Spektrum, nur ein Nahinfrarotspektrometer und im nahen Infrarot Chloride nicht zu erkennen.”

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Mit dem W. M. Keck Observatorium auf dem schlafenden Vulkan Maunakea auf Hawaii erlangten die Astronomen nun neue Daten mit höherer spektraler Auflösung. Diese belegen, dass auf Europa keine Magnesiumsulfate, sondern Natriumchloride.

Zuvor schon hatte der JPL-Wissenschaftler Kevin Hand Ozean-Salzproben verwendet, die in einem Labor unter Europa-ähnlichen Bedingungen mit Strahlung bombardiert wurden, und dabei festgestellt, dass nach der Bestrahlung mehrere neue und unterschiedliche Merkmale in Natriumchlorid auftraten. Er entdeckte, dass sie ihre Farben so weit änderten, dass sie mit einer Analyse des sichtbaren Spektrums identifiziert werden konnten. Natriumchlorid zum Beispiel färbte sich gelblich – ähnlich wie in einem geologisch jungen Gebiet Europas, das als “Tara Regio” bekannt ist.

“Natriumchlorid gleicht unsichtbarer Tinte auf der Oberfläche von Europa. Vor der Bestrahlung kann man nicht sagen, dass es dort ist, aber nach der Bestrahlung springt die Farbe direkt ins Auge”, sagt Hand.

Bei genauerer Betrachtung mit dem Hubble-Weltraumteleskop konnte das Forscherteam eine deutliche Absorption im sichtbaren Bereich von 450 Nanometern identifizieren, die genau mit dem bestrahlten Salz übereinstimmte. Dies bestätigte, dass die gelbe Farbe von Tara Regio die Anwesenheit von bestrahltem Natriumchlorid auf der Oberfläche widerspiegelt.

“Tatsächlich können diese Analyse schon seit 20 Jahren mit dem Hubble-Weltraumteleskop durchführen”, kommentiert Brown. “Es ist nur so, dass bislang niemand daran gedacht hatte, das zu tun.”

Während der Befund noch nicht garantiert, dass das Natriumchlorid auch tatsächlich aus dem unterirdischen Ozean stammt (es könnte sich in der Tat auch lediglich um einen Hinweis auf verschiedene Arten von Materialien handeln, die in der Eiskruste des Mondes geschichtet sind), schlagen die Autoren der Studie vor, dass anhand der Chloride eine Neubewertung der Geochemie Europas gerechtfertigt ist.

“Magnesiumsulfat würde einfach von Felsen am Meeresboden in den Ozean ausgelaugt, Natriumchlorid aber könnte darauf hindeuten, dass der Meeresboden hydrothermal aktiv ist”, erläutert Trumbo. “Das würde bedeuten, dass Europa auch geologisch ein noch interessanterer Körper ist als bisher angenommen.”

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