Studie sagt, dass die innere Komplexität von Enceladus gut für das Leben ist

Dunkle, faltige Oberfläche eines Mondes mit hellen Geysiren am Horizont.

Die Geysire von Enceladus: riesige Wasserdampfwolken brechen durch Risse am Südpol dieses Saturnmondes. Die Plumes enthalten Wasserdampf, Eis, Salze, Methan und sowohl einfache als auch komplexeorganische Moleküle, die Art von Molekülen, die man normalerweise in lebenden Systemen findet. Die Geysire müssen von irgendwoher kommen. Wissenschaftler glauben, dass sich unter der eisigen Kruste von Enceladus ein Ozean befindet. Nun zeigt eine neue Studie, dass das Innere von Enceladus geochemisch komplexer ist als bisher angenommen, was die Lebensaussichten erhöht. Bild über die NASACassiniRaumfahrzeug / Institut für Weltraumwissenschaften.


Das Innere vonEnceladus– der Ozeanmond des Saturn, der Leben unterstützen könnte – ist noch komplexer als bisher angenommen,entsprechendeine neue Studie von Wissenschaftlern des Southwest Research Institute (SwRI). Diese Forscher haben ein neuesgeochemischModell des Mondes. Es basiert auf einer Materialanalyse in den Wasserdampffahnen des Mondes. Die Analyse legt nahe, dassKohlendioxidwird durch chemische Reaktionen auf dem Meeresboden des inneren Ozeans von Enceladus gesteuert. Die Ergebnisse eröffnen faszinierende neue Möglichkeiten für das Leben im unterirdischen Wasserabgrund von Enceladus.

Das neuepeer-reviewedErgebnisse warenveröffentlichtim TagebuchGeophysikalische Forschungsbriefeam 22.01.2020.


HauptautorChristopher Gleinvon SwRI sagte in aStellungnahme:

Indem wir die Zusammensetzung der Wolke verstehen, können wir lernen, wie der Ozean aussieht, wie er dazu kam und ob er Umgebungen bietet, in denen das Leben, wie wir es kennen, überleben könnte. Wir haben eine neue Technik zur Analyse der Plume-Zusammensetzung entwickelt, um die Konzentration von gelöstem CO2 im Ozean abzuschätzen. Dies ermöglichte die Modellierung, tiefere innere Prozesse zu untersuchen.

Aus dem neuen Papier:

Enceladus, ein Ozean-beherbergender Mond des Saturn, lässt eine Wolke aus Gasen und gefrorener Meeresgischt in den Weltraum ausbrechen. Indem wir die Zusammensetzung der Wolke verstehen, können wir lernen, wie der Ozean aussieht, wie er so entstanden ist und ob er Umgebungen bietet, in denen das Leben, wie wir es kennen, überleben könnte. Diese Studie bietet eine neue Perspektive für die Analyse der Plume-Zusammensetzung, um die Konzentration von gelöstem Kohlendioxid im Ozean abzuschätzen. Wir stellen fest, dass die abgeleitete Spanne basierend auf zwei verschiedenen Datensätzen verblüffend ähnlich zu dem ist, was man von der Auflösung und Bildung bestimmter Mischungen aus Silizium und kohlenstoffhaltigen Mineralien am Meeresboden erwarten würde. Die abgeleitete Kombination von Mineralien kann auf einen grundlegenden Prozess hinweisen, der eine große Menge des anfänglichen Kohlendioxidinventars von Enceladus in den felsigen Kern eingeschlossen hat. Diese Schlussfolgerung spiegelt eine aufkommende Vision eines komplexen Inneren wider, das geochemisch unterschiedliche Umgebungen beherbergt. An der dynamischen Schnittstelle solcher Komplexität können Energiequellen für mögliches Leben entstehen.




Grauer Mond mit bläulichen parallelen Rissen und vielen Kratern.

Blick auf den Saturnmond Enceladus über die Raumsonde Cassini. Auf der linken Seite des Mondes sind die bläulichen Tigerstreifen zu sehen. Dieses Bild ist geneigt; die Tigerstreifen befinden sich am Südpol des Mondes. Noch während wir sprechen, brechen aktive Geysire aus den Streifen aus! Bild über NASA/ ESA/ JPL/ SSI/ Cassini Imaging Team/Carnegie-Wissenschaft.

Zu diesen Schlussfolgerungen kamen die Forscher auf der Grundlage einer fortgesetzten Analyse vonSpektrometrieDaten, die von der NASA-Raumsonde Cassini zurückgesendet wurden. Die Cassini-Mission endete Ende 2017, und der letzte Vorbeiflug von Enceladus war am 28. Oktober 2015. Der Analyse zufolge lässt sich die reichliche Menge an Kohlendioxid unter der Mondoberfläche am besten erklärengeochemischReaktionen zwischen dem felsigen Kern und dem Wasser im Ozean.

Cassini hatte zuvor auch Kieselsäure (SiO2) und molekularer Wasserstoff (H2) im Ozean, indem die Zusammensetzung von geysirartigen Wasserdampfwolken analysiert wird, die von der eisigen Oberfläche ausbrechen. Dieses Wasser stammt aus dem darunter liegenden Ozean und gelangt durch große Risse am Südpol, genannt ., an die OberflächeTigerstreifen, die schließlich als Wasserdampf in den Weltraum ausbricht. Laut Glein:

Basierend auf unseren Ergebnissen scheint Enceladus eine massiveKohlenstoffbindungExperiment. Auf der Erde untersuchen Klimawissenschaftler, ob ein ähnlicher Prozess genutzt werden kann, um die industriellen CO2-Emissionen zu verringern. Aus zwei verschiedenen Datensätzen leiteten wir CO2-Konzentrationsbereiche ab, die verblüffend ähnlich denen sind, die man von der Auflösung und Bildung bestimmter Mischungen silizium- und kohlenstoffhaltiger Mineralien am Meeresboden erwarten würde.


Ausgeprägte Quellen von CO2, Siliziumdioxid und H2 implizieren mineralogisch und thermisch unterschiedliche Umgebungen in einem heterogenen Gesteinskern. Wir schlagen vor, dass der Kern aus einer karbonatisierten oberen Schicht und einem serpentinisierten Inneren besteht.

Schnittbild einer rissigen Eiskugel mit dunklem Kern und hellen Wasserdampfstrahlen auf der Oberfläche.

Diagramm, das das Innere des Saturnmondes Enceladus mit seinem felsigen Kern, dem unterirdischen Ozean und den Wasserdampfwolken zeigt. Bild über NASA/ JPL-Caltech/SwRI.

Aber dieser Beweis weist auch auf eine noch komplexere Aktivität hin, bei derhydrothermale Quellenauf dem Meeresgrund. Cassini hatte zuvor Beweise dafür gefunden, und jetzt trägt diese neue Studie dazu bei. Sowohl Kieselsäure als auch molekularer Wasserstoff gelten als Marker für hydrothermale Aktivität.

Aktive hydrothermale Quellen wären eine aufregende Entdeckung in einem fremden Ozean wie dem auf Enceladus. Wieso den? Sie geben heiße, mineral- und energiereiche Flüssigkeiten an das umgebende kältere Wasser ab. Auf der Erde sind sie von zentraler Bedeutung für Ökosysteme, in denen eine Vielzahl von Leben gedeiht. Könnte das gleiche für Enceladus gelten? EntsprechendJäger Waitedes SwRI und leitender Forscher von Cassinis Ion Neutral Mass Spectrometer (INMS):


Die dynamische Schnittstelle zwischen einem komplexen Kern und Meerwasser könnte potenziell Energiequellen schaffen, die Leben unterstützen könnten. Während wir im Ozean von Enceladus keine Beweise für das Vorhandensein von mikrobiellem Leben gefunden haben, sind die zunehmenden Beweise für chemischeUngleichgewichtbietet einen verlockenden Hinweis darauf, dass unter der eisigen Kruste des Mondes bewohnbare Bedingungen existieren könnten.

Schnittdarstellung des Ozeans mit Fumarolen unter Eis und Geysiren darauf und dem aufragenden Saturn im Hintergrund. Textanmerkungen.

Die Cassini-Mission fand Beweise für hydrothermale Aktivität – hydrothermale Quellen – auf dem Meeresgrund von Enceladus. Könnten sie dazu beitragen, das Leben wie auf der Erde zu erhalten? Bild überNASA/JPL-Caltech/SwRI.

Das von den Forschern vorgeschlagene Szenario ist, dass hydrothermaleOxidationvon reduziertem Eisen tief im Kern erzeugt H2, während hydrothermale Aktivität, die quarzhaltiges karbonisiertes Gestein durchschneidet, silikareiche Flüssigkeiten erzeugt. Eine solche Umgebung könnte nach irdischen Maßstäben durchaus bewohnbar sein. Glein sagte:

Die Auswirkungen auf ein mögliches Leben, ermöglicht durch aheterogenKernstruktur sind faszinierend. Dieses Modell könnte erklären, wie planetarische Differenzierungs- und Veränderungsprozesse chemische (Energie-)Gradienten erzeugen, die für das Leben unter der Oberfläche benötigt werden.

Cassini hatte zuvor andere verlockende Hinweise auf die Bedingungen im Ozean von Enceladus gefunden. Als die Raumsonde den Wasserdampf aus den Plumes analysierte – die sie direkt durchflogen – fand sie Wasserdampf, Eispartikel, Salze, Methan und eine Vielzahl einfacher und komplexer organischer Moleküle.

Eine weitere aktuelle Studie von Wissenschaftlern des Carnegie Institute for Science hat ebenfalls zur Erklärung beigetragenwie sich die Tigerstreifen gebildet haben, und wie sie aufgrund der Verformung der Eiskruste durch die starke Anziehungskraft des Saturn aktiv bleiben. Eine andere Studie vom letzten Sommer ergab, dass der Ozean von Enceladusgenau das richtige alterdas Leben zu unterstützen.

Lächelnder Mann im Anzug an der Wand gelehnt.

Christopher Glein, Erstautor der neuen Studie. Bild überNASA Astrobiologisches Institut.

All diese Entdeckungen und jetzt diese neue Studie zeichnen ein Bild von Enceladus als einer möglicherweise recht bewohnbaren Welt. Aber es werden weitere Forschungen und Rückholmissionen – jetzt auf den Reißbrettern – nötig sein, um endlich die Frage zu beantworten, ob dieser tiefe, dunkle Ozean tatsächlich von außerirdischen Lebensformen bewohnt wird.

Die neuesten Erkenntnisse nichtunter Beweis stellendass es Leben auf oder besser gesagt in Enceladus gibt, aber sie tragen zu den wachsenden Beweisen bei, dass der unterirdische Ozean wahrscheinlich ziemlich bewohnbar ist. Zusammen mit Jupiters Mond Europa und möglicherweise einem weiteren Saturnmond, Titan, sieht Enceladus immer mehr nach einem der besten Orte im Sonnensystem aus, um nach Leben jenseits der Erde zu suchen.

Fazit: Eine neue Studie des Southwest Research Institute zeigt, dass das Innere von Saturns Ozeanmond Enceladus geochemisch komplexer ist als bisher angenommen, was den Ozean für mögliches Leben recht bewohnbar macht.

Quelle: Die Karbonat-Geochemie des Ozeans von Enceladus

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