Titan ist hier in seiner Umlaufbahn um den Saturn zu sehen (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)
Titans unterirdischer Ozean und ähnliche Ozeane in anderen Eismonden des äußeren Sonnensystems verfügen möglicherweise nicht über die für das Leben notwendige organische Chemie, wie neue astrobiologische Forschungsergebnisse zeigen.
Titan ist der größte Mond des Saturns und der zweitgrößte Mond im gesamten Sonnensystem. Er ist bekannt dafür, dass er in einen Smog aus Petrochemikalien gehüllt ist und auf seiner Oberfläche eine wahre Suppe aus organischen Molekülen – Molekülen, die Kohlenstoff enthalten – besitzt. Doch trotz all dieser faszinierenden Chemie ist Titan kalt. Sehr kalt. Seine Oberflächentemperaturen sind nicht wärmer als -179 Grad Celsius (-290 Grad Fahrenheit). Und unter diesen kalten Bedingungen verlaufen die chemischen Reaktionen für das Leben sehr langsam.
Doch tief unter der Erde, wo es wärmer ist – die genaue Tiefe ist nicht sicher, aber Schätzungen gehen von einer Größenordnung von 100 Kilometern aus -, soll ein flüssiger Ozean mit einem Volumen existieren, das 12-mal so groß ist wie die Ozeane der Erde zusammen. Ähnliche Ozeane gibt es auch im Inneren des Titan, des anderen Saturnmondes Enceladus, sowie der Jupitermonde Europa und Ganymed.
Und wo es flüssiges Wasser gibt, könnte es auch Leben geben. Oder? Nicht so schnell, sagt Catherine Neish von der Western University in Ontario, Kanada.
Als Planetenforscher leitete Neish ein internationales Team, das die Annahme in Frage stellte, dass der Ozean des Titan und auch die Ozeane anderer Eismonde bewohnbar sein könnten.
Die Forscher gingen davon aus, dass ein Titan-Ozean nur dann bewohnbar sein kann, wenn ein großer Vorrat an organischen Molekülen von der Oberfläche in den Ozean gelangt, um eine präbiotische Chemie zu ermöglichen, die Leben hervorbringen und ernähren kann.
Der Weg, auf dem dieses organische Material den Ozean erreicht, führt über Kometeneinschläge. Solche Einschläge können das Oberflächeneis schmelzen, wodurch ein Pool mit flüssigem Wasser entsteht, der mit organischen Molekülen gefüllt ist. Da flüssiges Wasser dichter ist als Eis, sinkt es ab. Neishs Modellierung ergab jedoch, dass die Einschlagsrate nicht hoch genug ist, um genügend organisches Material in den Ozean des Titan zu bringen.
Ein Diagramm, das das Innere des Saturnmondes Diagramm zeigt, einschließlich seines tiefen Ozeans. (Bildnachweis: A. D. Fortes/UCL/STFC)
Das Team von Neish schätzt, dass beispielsweise nur etwa 7.500 Kilogramm der einfachsten Aminosäure, Glycin, jedes Jahr den Ozean des Titan erreicht. Das mag nach viel klingen, aber das entspricht der Masse eines männlichen afrikanischen Elefanten, verteilt auf einen Ozean, der ein Dutzend Mal so groß ist wie die Ozeane der Erde. Verzeihen Sie das Wortspiel, aber das ist kaum ein Tropfen auf den heißen Stein.
„Wir sind davon ausgegangen, dass der Großteil der Schmelzablagerungen – 65% – bis zum Ozean absinken würde“, so Neish gegenüber kosmischeweiten.de. „Jüngste Modellierungsarbeiten deuten darauf hin, dass dies sehr wahrscheinlich eine Überschätzung ist, aber selbst in diesem optimistischsten Szenario gibt es nicht genug organische Stoffe, die in den Ozean des Titan gelangen, um dort Leben zu ermöglichen.“
Es gibt vielleicht noch andere Möglichkeiten. Auf Europa, wo es nur sehr wenige organische Moleküle auf der Oberfläche gibt, könnte es hydrothermale Schlote am Meeresboden geben, wo der Ozean mit dem felsigen Kern des Mondes in Kontakt kommt. Diese Schlote würden alle Arten von Molekülen ausspucken und komplexe chemische Reaktionen auslösen, die Leben ermöglichen könnten. Weitere Beweise für Kohlenstoff im Ozean von Europa wurden vom James Webb Space Telescope entdeckt. Das JWST hat Kohlendioxid identifiziert, das aus dem Ozean auf die Oberfläche von Europa aufgestiegen ist.
Könnte also das Gleiche auf dem Titan passieren, mit organischem Material aus dem Inneren des Mondes und nicht von seiner Oberfläche?
Eine künstlerische Darstellung von Dragonfly, einem „Quad-Copter“, der im Jahr 2028 zum Saturnmond Titan fliegen wird (Bildnachweis: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)
Neish schließt das nicht aus und sagt, dass Kollegen wie Kelly Miller am Southwest Research Institute in San Antonio, Texas, diese Möglichkeit untersuchen – aber Neish weist auf einen besonderen Vorbehalt hin.
„Eine Sorge, die aufkam, ist, ob die organischen Stoffe aus dem Inneren für das Leben nützlich sein könnten“, sagte sie. „Wir glauben, dass es sich hauptsächlich um aromatische Verbindungen handelt, und es ist schwierig, aus solchen Verbindungen Biomoleküle wie Aminosäuren zu bilden.“
Während wir noch weit davon entfernt sind, die Ozeane dieser Eismonde direkt zu untersuchen, um mit Sicherheit sagen zu können, ob sie Leben enthalten oder nicht, eröffnen Neishs Forschungen einige vielversprechende Möglichkeiten für die Dragonfly-Mission der NASA zum Titan, an der Neish als Co-Investorin beteiligt ist.
Dragonfly ist eine Hubschraubermission, die zum Teil vom Ingenuity-Mars-Hubschrauber inspiriert ist, der 2028 starten und 2034 auf dem Titan ankommen soll. Der Hubschrauber wird den Mond aus der Luft erkunden und landen, um Proben zur Analyse zu entnehmen. Wenn Neishs Arbeit korrekt ist, könnte es viele Einschlagstellen auf der Oberfläche geben, an denen sich flüssiges Wasser mit organischen Stoffen vermischte und möglicherweise eine komplexe Chemie in Gang setzte, bevor es wieder gefror und unterging. Durch die Untersuchung dieser Stellen könnten die Wissenschaftler mehr über die präbiotische Chemie erfahren, die zur Entstehung des Lebens auf der Erde geführt hat.
Die Ergebnisse von Neishs Team wurden am 2. Februar in der Zeitschrift Astrobiology veröffentlicht.
