Ein Asteroid rast auf den eisigen Jupitermond Europa zu, mit dem Gasriesenplaneten im Hintergrund (Bildnachweis: Robert Lea/NASA)
Wissenschaftler, die hoffen, in den flüssigen Wasserozeanen unter der kalten, eisigen Hülle des Jupitermondes Europa Leben zu finden, könnten Unterstützung von einer „kosmischen Schneeballschlacht“ erhalten, an der diese Welt einst beteiligt war.
Europa gilt seit langem als ein erstklassiger Ort im Sonnensystem, um nach Beweisen für einfaches Leben zu suchen – zumindest für Leben, wie wir es kennen.) Das liegt daran, dass dieser 3.100 km (1.940 Meilen) große Jupitermond vermutlich Salzwasseroze beherbergt, die zwei- bis dreimal so groß sind wie alle Meere der Erde zusammengenommen. Man vermutet, dass diese Ozeane unter der eisigen Kruste von Europa lauern, und solche wässrigen Umgebungen sind Schlüsselregionen für die Entstehung von Leben. Die Wahrscheinlichkeit, dass Europa Leben beherbergt, und die Form, die das Leben auf dieser Welt annehmen könnte, hängt jedoch stark von der Dicke der Eiskruste des Mondes ab. Diese Dicke konnte von den Wissenschaftlern bisher nur schwer bestimmt werden, doch nun hat ein Team von Planetenforschern möglicherweise einige Hinweise auf den endgültigen Wert. Nach der Untersuchung großer Krater auf Europa, die durch den Einschlag von Asteroiden und Kometen auf dem Mond entstanden sind, haben die Forscher anhand dieser Beobachtungen festgestellt, dass die Schale von Enceladus etwa 20 Kilometer dick ist. Und diese Schale, so sagen sie, schwimmt wahrscheinlich auf einem Ozean, der zwischen 40 und 100 Meilen (60 bis 150 Kilometer) tief ist und den felsigen Kern des Mondes umgibt.
„Das Verständnis der Dicke des Eises ist entscheidend für die Theorie über mögliches Leben auf Europa“, sagte Brandon Johnson, Co-Leiter des Teams und außerordentlicher Professor am College of Science der Purdue University, in einer Erklärung. „Wie dick die Eishülle ist, steuert die Art der Prozesse, die in ihr ablaufen, und das ist wirklich wichtig für das Verständnis des Materialaustauschs zwischen der Oberfläche und dem Ozean.
„Das wird uns helfen zu verstehen, wie alle Arten von Prozessen auf Europa ablaufen“, so Johnson weiter, „und uns helfen, die Möglichkeit von Leben zu verstehen.“
Inhaltsübersicht
Graben in einer eisigen Schale
Leben, wie wir es kennen, erfordert drei Hauptkomponenten: Flüssiges Wasser, bestimmte chemische Elemente wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel sowie eine Energiequelle.
Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Leben auf Europa wahrscheinlich durch rein chemische Reaktionen angetrieben wird, jedoch anstelle der Photosynthese, die wir bei Pflanzen auf der Erde und einfachen Formen irdischen Lebens beobachten.
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Das liegt daran, dass Europa ständig von der Strahlung des Jupiters getroffen wird, was bedeutet, dass Leben auf seiner Oberfläche nicht existieren kann. Das bedeutet, dass jegliches Leben auf Europa unter dem Eis hausen müsste, wo es kein Sonnenlicht gibt. Und Sonnenlicht ist für die Photosynthese notwendig. Damit die Photosynthese in diesem Fall funktioniert, müsste die Eisschicht also dick genug sein, um einfache Lebensformen wie Mikroben vor der Strahlung zu schützen, aber immer noch dünn genug, damit diese Strahlung einfaches Leben mit Energie versorgen kann.
Eine Illustration zeigt Europa und seinen Wassergehalt (dunkelblaue Blase) im Vergleich zur Erde und ihrem Wassergehalt (hellblaue Blase) (Bildnachweis: Robert Lea/NASA)
Genauer gesagt schätzte das Team die Dicke der Eishülle Europas anhand von Beobachtungen, die 1998 von der Raumsonde Galileo gemacht wurden. Anschließend modellierten die Wissenschaftler die Krater anhand einer Kombination aus physikalischen Merkmalen und Oberflächeneigenschaften, die zu den Einbrüchen geführt haben könnten.
Johnson ist sehr versiert in der Erforschung kolossaler Kollisionen, die Planeten im Laufe der 4,5 Milliarden Jahre alten Geschichte des Sonnensystems erlebt haben könnten, und wie diese Einschläge die Welten geformt haben.
„Einschlagskrater sind der am weitesten verbreitete Oberflächenprozess, der planetarische Körper formt“, sagte er. „Krater finden sich auf fast allen festen Körpern, die wir je gesehen haben. Sie sind ein Hauptfaktor für die Veränderung planetarer Körper. Wenn sich ein Einschlagskrater bildet, wird im Wesentlichen die Struktur unter der Oberfläche eines Planetenkörpers erforscht.
„Indem wir die Größe und Form von Kratern auf Europa verstehen und ihre Entstehung mit numerischen Simulationen reproduzieren“, fuhr er fort, „können wir Informationen darüber ableiten, wie dick die Eishülle ist.“
Diese Kraterstudie könnte den Forschern viel über die Eishülle von Europa verraten, und sogar ein wenig über den Ozean darunter sowie darüber, wie Material zwischen den beiden Schichten ausgetauscht wird.
„Frühere Schätzungen zeigten eine sehr dünne Eisschicht über einem dicken Ozean. Unsere Forschung hat jedoch gezeigt, dass es sich um eine dicke Schicht handeln muss – so dick, dass Konvektion im Eis, über die bisher diskutiert wurde, wahrscheinlich ist“, sagte Shigeru Wakita, Co-Leiter des Teams und Forscher am Purdue University College of Science, in der Erklärung.
Was diese Studie über den felsigen Kern dieses Jupitermondes enthüllt, ist weniger klar, und die Wechselwirkung zwischen dem felsigen Kern und dem Wasser könnte entscheidend sein, um zu bestimmen, welche Mineralien in den Ozeanen von Europa existieren. Es bleibt also noch ein langer Weg zu gehen, bevor Wissenschaftler auch nur die mögliche Entstehung von Leben auf diesem Jupitermond bestätigen können.
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Mittwoch (20. März) in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
