Seit Jahrzehnten stellen sich Science-Fiction-Autoren Szenarien vor, in denen Leben auf den rauen Oberflächen des Mars oder unseres Mondes oder in den Ozeanen unter den eisigen Oberflächen des Saturnmondes Enceladus und des Jupitermondes Europa gedeiht. Aber das Studium der Bewohnbarkeit – der Bedingungen, die zur Unterstützung und Erhaltung des Lebens erforderlich sind – beschränkt sich nicht nur auf die Seiten der Fiktion. Während immer mehr Planetenkörper in unserem Sonnensystem und darüber hinaus auf ihr Potenzial untersucht werden, günstige Bedingungen für das Leben zu beherbergen, diskutieren Forscher darüber, wie sich die Bewohnbarkeit charakterisieren lässt.
Während sich viele Studien auf die Informationen konzentrierten, die von umlaufenden Raumfahrzeugen oder Teleskopen gewonnen wurden und Schnappschüsse von Meereswelten und Exoplaneten liefern, betont ein neues Papier die Bedeutung der Untersuchung komplexer geophysikalischer Faktoren, die zur Vorhersage der langfristigen Aufrechterhaltung des Lebens verwendet werden können. Zu diesen Faktoren gehört, wie Energie und Nährstoffe auf dem Planeten fließen.
„Zeit ist ein entscheidender Faktor bei der Charakterisierung der Bewohnbarkeit“, sagt Mark Simons, John W. und Herberta M. Miles Professor für Geophysik am Caltech. „Man braucht Zeit, damit die Evolution stattfinden kann. Für eine Millisekunde oder ein Jahr bewohnbar zu sein, reicht nicht aus. Aber wenn bewohnbare Bedingungen für eine Million Jahre oder eine Milliarde Jahre aufrechterhalten werden …? Um die Bewohnbarkeit eines Planeten zu verstehen, bedarf es einer differenzierten Perspektive, die Astrobiologen und Astrobiologen erfordert Geophysiker, miteinander zu reden.“
Dieses Perspektivenpapier, das in der Zeitschrift erscheint Naturastronomie am 29. Dezember ist eine Zusammenarbeit zwischen Caltech-Wissenschaftlern auf dem Pasadena-Campus und am JPL, das Caltech für die NASA verwaltet, sowie Kollegen aus verschiedenen Bereichen.
Die Studie betont neue Richtungen für zukünftige Missionen zur Messung der Bewohnbarkeit auf anderen Welten, wobei Saturns Eismond Enceladus als Hauptbeispiel dient. Enceladus ist mit Eis bedeckt und darunter liegt ein salziger Ozean. Im letzten Jahrzehnt hat die Cassini-Mission der NASA chemische Messungen von Wasserdampf- und Eiskörnerwolken durchgeführt, die aus Spalten am Südpol von Enceladus ausströmen, und dabei das Vorhandensein von Elementen wie Kohlenstoff und Stickstoff entdeckt, die für das Leben, wie wir es kennen, förderlich sein könnten.
Diese geochemischen Eigenschaften reichen aus, um die „augenblickliche“ Bewohnbarkeit des Mondes zu beschreiben. Um jedoch die langfristige Bewohnbarkeit von Enceladus wirklich zu charakterisieren, betont das Papier, dass zukünftige Planetenmissionen geophysikalische Eigenschaften untersuchen müssen, die Aufschluss darüber geben, wie lange der Ozean schon dort ist und wie Wärme und Nährstoffe zwischen dem Kern, dem inneren Ozean und der Oberfläche fließen. Diese Prozesse erzeugen wichtige geophysikalische Signaturen, die beobachtet werden können, da sie Merkmale wie die Topographie und Dicke der Eiskruste von Enceladus beeinflussen.
Dieser umfassendere Rahmen für die Untersuchung der Bewohnbarkeit ist nicht auf die Untersuchung von Enceladus beschränkt. Es gilt für alle Planeten und Monde, auf denen Forscher nach den für Leben notwendigen Bedingungen suchen.
„In diesem Artikel geht es um die Bedeutung der Einbeziehung geophysikalischer Fähigkeiten in zukünftige Missionen in die Ozeanwelten, wie sie derzeit für die Europa Clipper-Mission zum Jupitermond Europa geplant sind“, sagt Steven Vance, JPL-Wissenschaftler und stellvertretender Leiter der Abteilung für Planetenwissenschaften des Labors sowie Co-Autor des Artikels.
Der Artikel trägt den Titel „Nachhaltige und vergleichende Bewohnbarkeit jenseits der Erde“.
Der Hauptautor der Studie ist Charles Cockell von der University of Edinburgh und JPL. Neben Cockell, Simons und Vance sind weitere Co-Autoren Peter Higgins von der University of Toronto; Lisa Kaltenegger von der Cornell University; und Julie Castillo-Rogez, James Keane, Erin Leonard, Karl Mitchell, Ryan Park und Scott Perl von JPL.
Mehr Informationen:
Charles S. Cockell et al., Nachhaltige und vergleichende Bewohnbarkeit jenseits der Erde, Naturastronomie (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02158-8