Enceladus ist der winzige Saturnmond, der alles zu haben scheint. Seine eisige Oberfläche ist durch fortlaufende geologische Prozesse aufwendig geformt. Seine eisige Hülle liegt über einem inneren, flüssigen Ozean. Dort sickert chemisch geladenes warmes Wasser aus dem Gesteinskern auf den Meeresboden und bietet möglicherweise Nahrung für mikrobielles Leben.
Nun eine neue Studie, veröffentlicht in Natur, hat weitere Beweise aufgedeckt. Es liefert den ersten Beweis dafür, dass der Ozean von Enceladus Phosphor enthält, ein lebenswichtiges Element.
Die Raumsonde Cassini, die 2004–17 von der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (Esa) im Orbit um Saturn betrieben wurde, entdeckte Wolken aus Eispartikeln, die aus Rissen austraten. Diese dringen direkt durch die Eisschale ein, so dass das Meerwasser am Boden jedes Risses dem Vakuum des Weltraums ausgesetzt ist, wo es aufgrund des fehlenden Drucks Blasen bildet und in Form von Wolken verdampft.
Diese Wolken lieferten Gischtproben aus dem inneren Ozean von Enceladus, die Cassini bei mehreren nahen Vorbeiflügen zur Analyse aufsammelte – ein Bonus, der bei der ursprünglichen Planung der Mission nicht erwartet worden war.
Die während dieser kurzen Passagen durch die Wolken analysierten Partikel zeigten, dass das Eis durch Spuren einfacher organischer Moleküle sowie molekularen Wasserstoffs und winziger Siliziumdioxidpartikel verunreinigt ist. Zusammengenommen deuten diese darauf hin, dass chemische Reaktionen zwischen Wasser und warmem Gestein auf dem Meeresboden stattfinden, höchstwahrscheinlich bei „hydrothermale Quellen“ (ein Spalt, aus dem erhitztes Wasser austritt), ähnlich denen auf der Erde.
Das ist bedeutsam. Das bedeutet, dass Enceladus über alle Zutaten verfügt, damit mikrobielles Leben sich selbst erhalten kann (ohne Sonnenlicht). Es handelt sich tatsächlich um die Umgebung, von der angenommen wird, dass sie am wahrscheinlichsten zur Entstehung des Lebens auf der Erde beigetragen hat. Wenn es auf der Erde passiert wäre, hätte es auch in Enceladus passieren können.
Fehlender Link
Alles Leben auf der Erde benötigt sechs wesentliche Elemente: Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel – zusammen bekannt unter dem kaum aussprechbaren Akronym CHNOPS. Fünf dieser sechs essentiellen Elemente wurden vor einigen Jahren in Enceladus-Fahnenproben nachgewiesen, Phosphor wurde jedoch nie gefunden.
Phosphor ist ein lebenswichtiger Bestandteil, da er für die Phosphatgruppen (Phosphor plus Sauerstoff) benötigt wird, die die langen Ketten verbinden Nukleinsäuren wie DNA und RNA, die genetische Informationen speichern. Es ermöglicht Zellen auch, Energie mithilfe von Molekülen wie z Adenosidtriphosphat (kurz ATP).
Natürlich wissen wir nicht genau, ob das Leben in Enceladus (sofern es existiert) auf die Verwendung von Nukleinsäuren oder ATP angewiesen ist. Da das Vorhandensein von Phosphor jedoch für das Leben, wie wir es kennen, unerlässlich ist, macht es Enceladus zu einem wahrscheinlicheren Aussichtspunkt, da wir sicher sind, dass dort genügend Phosphor vorhanden ist.
Geschicktes Sammeln
Das Team fand den Phosphor von Enceladus, indem es die unübersichtlichen Daten vermied, die während der rasend schnellen Fahrten der Cassini durch die Wolken gesammelt wurden. Stattdessen durchsuchten sie spärlichere Daten, die von Cassinis Cosmic Dust Analyzer in 15 Zeiträumen zwischen 2004 und 2008 gesammelt wurden, während Cassini in einem der Saturnringe unterwegs war: dem „E-Ring.“ Enceladus bewegt sich während seiner Umlaufbahn entlang dieses Reifens.
Der E-Ring-Reifen ist mehr als 2.000 km dick. Etwa 30 % der in Enceladus‘ Wolken ausgestoßenen Eispartikel landen dort, wie a Aktuelles Bild vom James Webb-WeltraumteleskopDies ist der einzige Beweis, den wir haben, dass die Wolken auch fünf Jahre nach dem Ende der Cassini-Mission noch aktiv waren.
Bei der Analyse von fast tausend Eispartikeln, bei denen es sich vermutlich um gefrorenes Spray von Enceladus handelt, fanden die Forscher neun davon, die Phosphate enthielten. Das hört sich vielleicht wie eine kleine Ausbeute an, reicht aber aus, um zu beweisen, dass Enceladus in seinem Ozean mehr als genug gelösten Phosphor hat, um dort Leben zu ermöglichen.
Tatsächlich deuten nachfolgende Laborexperimente darauf hin, dass die Konzentration an gelöstem Phosphor im Meerwasser von Enceladus sogar hundertmal höher sein könnte als in den Ozeanen der Erde.
Das Team argumentiert, dass ihre Ergebnisse und die damit verbundene Modellierung es wahrscheinlich machen, dass jeder eisige Mond, der weiter von der Sonne entfernt ist als die „Kohlendioxid-Schneegrenze“ des Sonnensystems – ein Ort, an dem die Temperaturen während der Planetenentstehung niedrig genug waren, dass Kohlendioxid zu Eis wurde – dies auch ist enthält wahrscheinlich reichlich Phosphor. Diese Bedingung ist für Eismonde bei Saturn und darüber hinaus erfüllt, nicht jedoch bei Jupiter.
Aufgrund seiner Entfernung von der Sonne liegt Jupiter jenseits der „Wasser-Eis-Schneegrenze“ (wo Wasser zu Eis wird), aber er ist zu nah an der Sonne und daher zu warm, um jenseits der Kohlendioxid-Schneegrenze zu liegen.
Wo bleibt also der Jupitermond Europa, ein Ziel für Missionen, die in etwa zehn Jahren eintreffen sollen?
Es wird allgemein angepriesen, dass dieser Mond aufgrund seiner größeren Größe und seines größeren Vorrats an chemischer Energie in seinem felsigen Inneren möglicherweise eine blühendere Biosphäre als Enceladus beherbergen könnte. Das Team hinter der neuen Studie hält sich diesbezüglich zurück, aber ihre Modellierung deutet darauf hin, dass die Phosphatkonzentration im inneren Ozean Europas etwa tausendmal geringer ist als bei Enceladus.
Meiner Meinung nach ist das kein Wendepunkt, und wir sollten weiterhin davon ausgehen, dass Europa bewohnbar ist. Aber es wäre beruhigend, auch dort Hinweise auf Phosphor zu finden.
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