Eine Reihe von Bildern des Saturnmondes Enceladus, aufgenommen von der Cassini-Mission (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)
Die Dicke der Eispanzer, die die ozeanhaltigen Monde unseres Sonnensystems bedecken, könnte Hinweise darauf geben, ob diese geheimnisvollen Körper Leben beherbergen könnten, so eine neue Studie.
Die von Forschern der Cornell University geleitete Studie wurde durch Messungen von Schelfeis in der Antarktis inspiriert. Diese von Unterwasserrobotern durchgeführten Messungen führten zu einer Analyse des Zusammenhangs zwischen den Schwankungen der Eisdicke und der Temperatur des Wassers unter dem Eis. Das Team dachte sich, was wäre, wenn sich diese Beobachtungen auf die Monde des Sonnensystems übertragen ließen?
Wenn solche Messungen von der Erdumlaufbahn aus durchgeführt werden könnten, könnten sie vielleicht Aufschluss über die Beziehung zwischen den Eiskrusten von Ozeanwelten jenseits unseres Planeten und den darunter liegenden Ozeanen im Inneren geben. Dies wiederum könnte Hinweise auf die mögliche Bewohnbarkeit dieser Welten liefern.
„Wenn wir die Dickenvariationen dieser Eispanzer messen können, dann sind wir in der Lage, Temperaturbeschränkungen für die Ozeane zu erhalten, was bisher wirklich nicht möglich ist, ohne in sie hineinzubohren“, sagte Britney Schmidt, außerordentliche Professorin für Astronomie und Erd- und Atmosphärenwissenschaften an der Cornell University und Hauptautorin der Studie, in einer Erklärung. „Dies gibt uns ein weiteres Werkzeug, um herauszufinden, wie diese Ozeane funktionieren. Und die große Frage ist: Leben dort Dinge, oder könnten sie leben?
Es wird angenommen, dass eisbedeckte Monde wie der Saturnmond Enceladus oder die Jupitermonde Europa und Ganymed unter ihrer gefrorenen Oberfläche riesige Ozeane beherbergen. In einigen dieser Ozeane herrschen möglicherweise günstige Bedingungen für die Entstehung lebender Organismen. Diese Welten gehören zu den wahrscheinlichsten Körpern im Sonnensystem, die eine Form von Leben jenseits der Erde beherbergen. Doch selbst wenn es dort vorhanden ist, stellt der Nachweis solchen Lebens unter den eisigen Krusten der Monde, die jeweils mehr als 16 Kilometer dick sein könnten, eine komplexe technische Herausforderung dar. Wie können Wissenschaftler unter eine so starke Hülle blicken, die so weit von unserem Planeten entfernt ist?
Raumfahrzeuge, die zu diesen eisigen Welten unterwegs sind, wie z. B. der Europa Clipper der NASA, der noch in diesem Jahr starten soll, können mit ihren hochentwickelten Instrumenten vielleicht einige Antworten zu diesem Thema liefern. Aber wonach sollten sie im Besonderen suchen?
Die Beobachtungen des Teams in der Antarktis haben gezeigt, dass die Eiskruste über dem Ozean und die darunter liegende Wassermasse durch einen Prozess interagieren, der als Eispumpen bezeichnet wird. Unterschiede in der Eisdicke, so die Forscher, bedeuten, dass das flüssige Wasser unterschiedlichem Druck ausgesetzt ist, was sich auf den Schmelz- und Gefrierpunkt des Wassers auswirkt. Bei einer dickeren Eisschicht ist der Druck höher und der Gefrierpunkt sinkt, was bedeutet, dass untergetauchtes Eis manchmal schmelzen kann. Das aus dem Eis freigesetzte Wasser wäre wärmer als die Umgebung, was bedeutet, dass es nach oben fließt und näher an der Oberfläche des Eispanzers wieder gefriert. Das ist das Pumpen von Eis.
Eine Illustration dessen, wie der Europa Clipper über dem Eismond aussehen könnte. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)
Dieser Mechanismus, so die Forscher, „führt zu einzigartigen Eiszusammensetzungen und -texturen und beeinflusst die Verteilung von Untereislebensräumen auf der Erde.“
Und sie glauben, dass derselbe Prozess des Eispumpens auch auf Europa, Enceladus und Ganymed im Spiel sein könnte – vielleicht sogar auf dem Saturnmond Titan.
„Es gibt einen Zusammenhang zwischen der Form des Eispanzers und der Temperatur im Ozean“, sagte Schmidt. „Dies ist ein neuer Weg, um mehr Erkenntnisse aus den Messungen der Eispanzer zu gewinnen, die wir hoffentlich auch für Europa und andere Welten gewinnen können.“
Messungen der Eishülle von Enceladus, die von der NASA-Sonde Cassini durchgeführt wurden, die den Saturn und seine Monde zwischen 2004 und 2017 umkreiste, deuten darauf hin, dass der Ozean unter der Oberfläche des Mondes eine Temperatur zwischen 30 und 29,7 Grad Fahrenheit (minus 1,095 und minus 1,272 Grad Celsius) haben könnte. Wenn man versteht, wie die Temperatur um den Mond herum schwankt, kann man die Zirkulation des Ozeans kartieren, was Aufschluss über seine Bewohnbarkeit geben könnte, so die Forscher.
Die Forscher gehen davon aus, dass Enceladus wahrscheinlich einen schwächeren Eispumpeneffekt aufweist als Europa, da ersterer relativ klein ist.
Die Studie wurde in der Februar-Ausgabe des Journal of Geophysical Research veröffentlicht.
