Wie könnten die für das Leben notwendigen Bausteine den unter dem Eis verborgenen Ozean auf Europa, diesem Mond des Jupiter, erreichen? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler seit Jahren, denn ohne einen effizienten Transportmechanismus bliebe diese vielversprechende Umgebung trotz des Wasserreichtums steril.
In der Umgebung des Jupiter zeichnet sich Europa durch seine eisige und rissige Oberfläche aus. Unter dieser Kruste befindet sich ein gewaltiger Ozean aus Salzwasser, der möglicherweise die doppelte Menge allen irdischen Wassers enthält. Dieser Ozean ist licht- und sauerstofflos, was bedeutet, dass jede Lebensform ihre Energie aus chemischen Reaktionen beziehen müsste. Die intensive Strahlung des Jupiter erzeugt an der Oberfläche oxidierende Substanzen, die potenziell als Katalysatoren für Leben dienen könnten, doch ihre Passage durch die dicke Eisschicht stellt ein Hindernis dar.
Illustration der NASA-Sonde Europa Clipper, die den Eismond Europa überfliegt. Gestartet am 14. Oktober 2024, wird sie Europa im April 2030 erreichen.
Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech Das Oberflächeneis von Europa wird als starr und wenig beweglich wahrgenommen und bildet eine stagnierende Schicht, die den Durchgang von Material blockiert. Die sichtbaren geologischen Bewegungen sind hauptsächlich horizontal, wie Brüche, und bieten wenig Gelegenheit für vertikale Verlagerungen. Diese Konfiguration begrenzt das Absinken von Chemikalien in den Ozean und damit seine "Aussaat", außer bei größeren Ereignissen.
Eine kürzliche Studie schlägt jedoch einen neuen Mechanismus vor: Taschen mit salzreichem Eis, die dichter und brüchiger sind, könnten sich lösen und langsam durch die Eisschale sinken. Dieser Prozess, genannt Lithosphären-Foundering, erinnert an ein irdisches Phänomen, bei dem Teile der Kruste in den Mantel absinken. Auf Europa würde er einen stetigen Transport über geologische Zeiträume hinweg ermöglichen.
Computersimulationen haben diese Idee mit einer etwa 30 Kilometer dicken Eisschale bewertet. In verschiedenen Szenarien kann das leicht geschwächte Oberflächeneis innerhalb von einigen zehntausend bis mehreren Millionen Jahren absinken. In den günstigsten Fällen erreicht es den Ozean in 30.000 Jahren.
Diese Ergebnisse eröffnen neue Perspektiven für die Bewohnbarkeit Europas. Wenn dieser Mechanismus funktioniert, würde er regelmäßig Oxidationsmittel und andere essentielle Verbindungen in den unterirdischen Ozean bringen und möglicherweise mikrobielle Lebensformen unterstützen. Dieses Phänomen macht diesen Mond daher noch interessanter für die Suche nach außerirdischem Leben in unserem Sonnensystem.
Um mehr zu erfahren, wird die NASA-Mission Europa Clipper, die 2024 gestartet wurde, 2030 beim Jupiter ankommen. Sie wird nahe Vorbeiflüge durchführen, um die Tiefe des Ozeans zu untersuchen und die Bedingungen im Inneren zu bewerten. Diese Mission könnte bestätigen, ob dieser Transportprozess tatsächlich stattfindet.
Das salzige Eis und seine Eigenschaften
Auf Europa ist das Eis nicht rein; es enthält Salze und andere Verunreinigungen aus dem darunterliegenden Ozean oder von Oberflächenwechselwirkungen. Diese Einschlüsse verändern seine physikalischen Eigenschaften erheblich.
Die Anwesenheit von Salz senkt den Schmelzpunkt des Eises und erzeugt weichere, beweglichere Zonen. Dies erleichtert die Verformung und Verlagerung unter dem Einfluss der Gravitationskräfte des Jupiter, die den Mond kontinuierlich dehnen und komprimieren.
Diese Eigenschaften ermöglichen es dem salzigen Eis, eine aktive Rolle beim Materialtransport zu spielen. Indem es schwerer wird, kann es Absinkbewegungen durch die Eisschale auslösen und als natürliches Förderband in die Tiefe wirken.
Die Zusammensetzung des Eises zu verstehen, ist daher grundlegend für die Modellierung geologischer Prozesse auf Europa. Zukünftige Weltraummissionen werden versuchen, diese Verunreinigungen zu analysieren, um die interne Dynamik und die Chancen, dort lebensfreundliche Umgebungen zu finden, besser vorherzusagen.
Quelle: The Planetary Science Journal