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Sonntag, 11.12.2016
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Enceladus: Soda-Ozean als Lebensquelle?

Geochemische Prozesse machen das flüssige Wasser des Saturnmonds extrem basisch

Ein Ozean wie Ammoniak: Das Wasser auf dem Saturnmond Enceladus ist extrem basisch. Dies haben US-Forscher anhand von Daten der Raumsonde Cassini aus den Eisfontänen des Mondes berechnet. Was sich zunächst lebensfeindlich anhört, ist für Astrobiologen ein spannender Hinweis bei der Suche nach außerirdischem Leben: Der für den "Soda-Ozean" verantwortliche geochemische Prozess bringt nämlich auch wichtige Grundbausteine des Lebens hervor.
Blick über einen Riss mit aktiven Geysieren auf dem Saturnmond Enceladus

Blick über einen Riss mit aktiven Geysieren auf dem Saturnmond Enceladus

Der Saturnmond Enceladus ist zwar von einer dicken Eiskruste bedeckt, er gilt aber als heißer Kandidat für mögliches außerirdisches Leben. Denn unter dem dicken Eis schwappt vermutlich ein Ozean aus flüssigem Wasser - und diese Grundvoraussetzung für Leben bringt Wissenschaftler dazu, genauer hinzuschauen.

Cassini-Daten aus Eisfontänen


Wie dieser Ozean unter dem Eis aussieht und was für Bedingungen dort herrschen, ist jedoch noch weitgehend unklar – er lässt sich bis jetzt nicht direkt beobachten. Aus Spalten im Eis schießen jedoch geysir-ähnliche Fontänen weit hinaus ins All und liefern so Nachschub für die eisigen Partikel im E-Ring des Saturn. Die Raumsonde Cassini hat diese Fontänen durchflogen und dabei interessante Daten darüber gesammelt, was außer Wasser noch in dem Eis – und damit in Enceladus' Ozean – enthalten ist.

Eisfontänen des Saturnmonds Enceladus

Eisfontänen des Saturnmonds Enceladus

Aus diesen Daten haben Christopher Glein von der Carnegie Institution for Science in Washington und seine Kollegen berechnet, wie sauer oder basisch der Ozean unter dem Eis des Saturnmonds ist. Das Rechenmodell der Forscher zeigt, dass die Fontänen sehr salzig und stark basisch sind, mit einem pH-Wert von etwa elf bis zwölf. Das entspricht in etwa einer typischen Ammoniak-Lösung. Da das Material der Fontänen aus dem subglazialen Ozean stammt, nehmen die Wissenschaftler an, dass dort ähnliche Bedingungen vorliegen.


Ein Ozean wie ein Soda-See


Das klingt zunächst äußerst lebensfeindlich – aber nur auf den ersten Blick. Der Ozean auf Enceladus enthält Natriumchlorid (NaCl), so wie auch unsere irdischen Meere. Der hohe pH-Wert entsteht durch zusätzliche große Mengen an Natriumcarbonat (Na2CO3). Dadurch ähnelt der Enceladus-Ozean den Soda-Seen unseres Planeten, wie etwa dem Mono Lake in Kalifornien oder dem Magadisee in Kenia. Diese Seen beherbergen vielfältige Ökosysteme.

Das Modell liefert auch eine Erklärung, wie der hohe pH-Wert des "Soda-Ozeans" auf Enceladus wahrscheinlich zustande kommt: Glein und seine Kollegen vermuten einen Prozess namens Serpentinisierung. Auf der Erde tritt dieser Vorgang ein, wenn eisen- und magnesiumreiche Mineralien am Meeresboden hervortreten und vom Wasser umspült werden. Dabei verändert sich das Mineral Olivin chemisch zum namensgebenden Serpentin. Das Wasser wird dabei stark basisch. Auf Enceladus könnte die Serpentinisierung eintreten, wenn der Ozean unter dem Eis um den felsigen Kern des Mondes zirkuliert.

Innenleben des Saturnmonds Enceladus - am Südpol liegt ein suglazialer Ozean.

Innenleben des Saturnmonds Enceladus - am Südpol liegt ein suglazialer Ozean.

Energiequelle und Lebensbausteine


Für Astrobiologen ist dieser Vorgang extrem spannend: Dabei entsteht nämlich auch molekularer Wasserstoff (H2). Dieser könnte in einer kalten und dunklen Umgebung wie dem tiefen Ozean auf Enceladus als chemische Energiequelle einer dortigen Biosphäre dienen, meint Glein. Außerdem könne H2 die Entstehung organischer Verbindungen wie Aminosäuren fördern. Diese gelten als Grundbausteine des Lebens und wären auch Nahrung für Mikroorganismen.

Die Serpentinisierung ist also eine Art Bindeglied zwischen geologischen und biologischen Prozessen. "Die Entdeckung der Serpentinisierung macht Enceladus zu einem noch vielversprechenderen Kandidaten für eine unabhängige Entstehung von Leben", urteilt Glein. (Geochimica et Cosmochimica Acta, 2015; doi: 10.1016/j.gca.2015.04.017)
(Carnegie Science, 08.05.2015 - AKR)
 
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