Auf dem Jupitermond Europa könnten „Chaos Terrains“ Sauerstoff in den Ozean transportieren

Laut einem Forscherteam unter der Leitung der University of Texas in Austin könnte Salzwasser in der eisigen Hülle des Jupitermondes Europa Sauerstoff in einen eisbedeckten Ozean aus flüssigem Wasser transportieren, wo es möglicherweise dazu beitragen könnte, außerirdisches Leben zu erhalten.

Diese Theorie wurde von anderen vorgeschlagen, aber die Forscher stellten sie auf die Probe, indem sie die weltweit erste physikbasierte Computersimulation des Prozesses erstellten, bei der Sauerstoff per Anhalter auf Salzwasser unter den „Chaos Terrains“ des Mondes fuhr, Landschaften, die aus bestehen Risse, Grate und Eisblöcke, die ein Viertel der eisigen Welt bedecken.

Die Ergebnisse zeigen, dass nicht nur der Transport möglich ist, sondern dass die Sauerstoffmenge, die in Europas Ozean eingebracht wird, der Sauerstoffmenge in den heutigen Ozeanen der Erde entsprechen könnte.

„Unsere Forschung bringt diesen Prozess in den Bereich des Möglichen“, sagte der leitende Forscher Marc Hesse, Professor an der Fakultät für Geologie der UT Jackson School of Geosciences. „Es bietet eine Lösung für eines der herausragenden Probleme der Bewohnbarkeit des unterirdischen Ozeans von Europa.“

Die Studie wurde kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Geophysikalische Forschungsbriefe.

Europa ist ein erstklassiger Ort, um nach außerirdischem Leben zu suchen, da Wissenschaftler Anzeichen von Sauerstoff und Wasser sowie Chemikalien entdeckt haben, die als Nährstoffe dienen könnten. Die Eishülle des Mondes – die auf etwa 24 km Dicke geschätzt wird – dient jedoch als Barriere zwischen Wasser und Sauerstoff, der durch Sonnenlicht und geladene Teilchen von Jupiter erzeugt wird, die auf die eisige Oberfläche treffen.

Wenn das Leben, wie wir es kennen, im Ozean existiert, muss es einen Weg geben, wie Sauerstoff dorthin gelangen kann. Das plausibelste Szenario ist laut Hesse aufgrund der vorliegenden Erkenntnisse der Transport des Sauerstoffs durch Salzwasser bzw. Sole.

Wissenschaftler glauben, dass sich Chaosgebiete über Regionen bilden, in denen die Eishülle Europas teilweise schmilzt, um Sole zu bilden, die sich mit Sauerstoff von der Oberfläche vermischen kann. Das von den Forschern erstellte Computermodell zeigte, was mit der Sole nach der Bildung des Chaos-Terrains passiert.

Das Modell zeigte, dass die Sole auf deutliche Weise abfließt und die Form einer „Porositätswelle“ annahm, die dazu führt, dass sich die Poren im Eis vorübergehend erweitern – wodurch die Sole passieren kann, bevor sie sich wieder versiegelt. Hesse vergleicht den Vorgang mit dem klassischen Cartoon-Gag einer Wasserwelle, die sich ihren Weg durch einen Gartenschlauch bahnt.

Diese Transportart scheint ein effektiver Weg zu sein, um Sauerstoff durch das Eis zu transportieren, wobei 86 % des an der Oberfläche aufgenommenen Sauerstoffs die Welle bis zum Ozean reiten. Aber die verfügbaren Daten lassen eine breite Palette von Sauerstoffkonzentrationen zu, die Europas Ozean im Laufe seiner Geschichte geliefert hat – mit Schätzungen, die um einen Faktor von 10.000 reichen.

Laut Co-Autor Steven Vance, einem Forschungswissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA und Leiter der Planetary Interiors and Geophysics Group, würde die höchste Schätzung den Sauerstoffgehalt im europäischen Ozean dem in den Ozeanen der Erde ähneln – was ansteigt hoffen auf das Potenzial dieses Sauerstoffs, das Leben im verborgenen Meer zu unterstützen.

„Es ist verlockend, an eine Art aerobe Organismen zu denken, die direkt unter dem Eis leben“, sagte er.

Vance sagte, dass die bevorstehende Europa Clipper-Mission der NASA im Jahr 2024 dazu beitragen könnte, die Schätzungen für Sauerstoff und andere Bestandteile des Lebens auf dem eisigen Mond zu verbessern.

Kevin Hand, ein Wissenschaftler, der sich auf Europa-Forschung am NASA JPL konzentriert und nicht an der Studie beteiligt war, sagte, dass die Studie eine überzeugende Erklärung für den Sauerstofftransport auf Europa darstellt.

„Wir wissen, dass Europa nützliche Verbindungen wie Sauerstoff auf seiner Oberfläche hat, aber schaffen diese es bis in den Ozean darunter, wo das Leben sie nutzen kann?“ er sagte. „In der Arbeit von Hesse und seinen Mitarbeitern scheint die Antwort ja zu sein.“

Neben seiner Arbeit an der Jackson School ist Hesse auch Forscher am UT Center for Planetary Systems Habitability und am Oden Institute for Computational Engineering and Sciences.