Könnte es außerirdisches Leben direkt unter der Oberfläche eisiger Welten wie Enceladus und Europa geben?

Seit Jahrzehnten spekulieren Wissenschaftler, dass Leben unter der eisigen Oberfläche des Jupitermondes existieren könnte Europa . Dank neuerer Missionen (wie der Raumsonde Cassini ),andere Monde und Körper wurden dieser Liste ebenfalls hinzugefügt – einschließlich Titan , Enceladus , Dion , Triton , Ceres und Pluto . In allen Fällen wird angenommen, dass dieses Leben im Inneren der Ozeane existiert, höchstwahrscheinlich in der Nähe von hydrorthermalen Quellen an der Kern-Mantel-Grenze.

Ein Problem bei dieser Theorie besteht darin, dass das Leben in solchen Unterwasserumgebungen Schwierigkeiten haben könnte, einige der wichtigsten Zutaten zu bekommen, die es zum Gedeihen braucht. Jedoch in a Kürzlich durchgeführte Studie – was unterstützt wurde von der NASA Astrobiologisches Institut (NAI) – ein Forscherteam wagte, dass im äußeren Sonnensystem die Kombination aus strahlungsreichen Umgebungen, inneren Ozeanen und hydrothermalen Aktivitäten ein Rezept für Leben sein könnte.

Die Studie mit dem Titel „ Die mögliche Entstehung von Leben und die Differenzierung einer flachen Biosphäre auf bestrahlten Eiswelten: Das Beispiel Europa “, erschien kürzlich in der wissenschaftlichen ZeitschriftAstrobiologie. Die Studie wurde von Dr. Michael Russell mit Unterstützung von Alison Murray von der Wüstenforschungsinstitut und Kevin Hand – ebenfalls ein Forscher beim NASA JPL.

Vestimentiferen-Röhrenwürmer (Riftia pachyptila) in der Nähe der Galapagos-Inseln. Bildnachweis: NOAA Okeanos Explorer Program, Galapagos Rift Expedition 2011.

Für ihre Studie betrachteten Dr. Russell und seine Kollegen, wie die Wechselwirkung zwischen alkalischen hydrothermalen Quellen und Meerwasser oft als Schlüsselbausteine ​​für das Leben hier auf der Erde angesehen wird. Sie betonen jedoch, dass dieser Prozess auch von der Energie unserer Sonne abhängig war. Der gleiche Prozess hätte auf Monden wie Europa passieren können, aber auf andere Weise. Wie sie in ihrem Papier sagen:

„[D]ie Bedeutung des Protonen- und Elektronenflusses muss auch gewürdigt werden, da diese Prozesse die Wurzel der Rolle des Lebens bei der Übertragung und Umwandlung freier Energie sind. Hier schlagen wir vor, dass Leben auf bestrahlten Eiswelten wie Europa entstanden sein könnte, zum Teil als Ergebnis der in der Eisschale verfügbaren Chemie, und dass es direkt unter dieser Schale ruhig aufrechterhalten werden kann.“

Bei Monden wie Europa wären hydrothermale Quellen dafür verantwortlich, alle notwendigen Energie und Zutaten für die organische Chemie aufzuwirbeln. Ionische Gradienten, wie Oxyhydroxide und Sulfide, könnten die wichtigsten chemischen Prozesse antreiben – bei denen Kohlendioxid bzw. Methan hydriert bzw. oxidiert werden – was zur Bildung von frühem mikrobiellem Leben und Nährstoffen führen könnte.

Gleichzeitig würde die Hitze von hydrothermalen Quellen diese Mikroben und Nährstoffe nach oben in Richtung der eisigen Kruste drücken. Diese Kruste wird regelmäßig von hochenergetischen Elektronen bombardiert, die durch das starke Magnetfeld des Jupiter erzeugt werden, ein Prozess, der Oxidationsmittel erzeugt. Wie Wissenschaftler aus der Vermessung der europäischen Kruste seit einiger Zeit wissen, gibt es einen Austauschprozess zwischen dem inneren Ozean des Mondes und seiner Oberfläche.

Künstlerisches Konzept der Plume-Aktivität auf der Oberfläche von Europa. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech

Wie Dr. Russell und seine Kollegen angeben, würde diese Aktion höchstwahrscheinlich die auf der Oberfläche Europas beobachtete Plume-Aktivität beinhalten und könnte zu einem Netzwerk von Ökosystemen auf der Unterseite der eisigen Kruste Europas führen:

„Modelle für den Materialtransport innerhalb Europas Ozeanen zeigen, dass hydrothermale Plumes innerhalb des Ozeans gut eingeschränkt sein könnten (hauptsächlich durch die Corioliskraft und thermische Gradienten), was zu einer effektiven Lieferung durch den Ozean an die Eis-Wasser-Grenzfläche führt. Organismen, die zufällig zusammen mit nicht verbrauchten Brennstoffen aus hydrothermalen Systemen an die Eis-Wasser-Grenzfläche transportiert werden, könnten möglicherweise direkt aus dem Eis auf eine größere Menge an Oxidationsmitteln zugreifen. Wichtig ist, dass Oxidationsmittel möglicherweise nur dort verfügbar sind, wo die Eisoberfläche bis zum Boden der Eishülle getrieben wurde.“

Wie Dr. Russel in einem Interview mit Astrobiologie-Magazin , Mikroben auf Europa könnten ähnliche Dichten erreichen, wie sie hier auf der Erde um hydrothermale Schlote beobachtet wurden, und könnte die Theorie untermauern, dass Leben auf der Erde auch um solche Schlote herum entstanden ist. „Alle Zutaten und kostenlose Energie, die für das Leben benötigt werden, sind an einem Ort konzentriert“, sagte er. „Wenn wir auf Europa Leben finden würden, würde dies die Theorie der alkalischen U-Boot-Schlote stark unterstützen.“

Diese Studie ist auch von Bedeutung, wenn es darum geht, zukünftige Missionen nach Europa zu organisieren. Wenn mikrobielle Ökosysteme auf der Unterseite der eisigen Kruste Europas existieren, könnten sie von Robotern erforscht werden, die in der Lage sind, die Oberfläche zu durchdringen, idealerweise indem sie einen Plume-Tunnel hinunterfahren. Alternativ könnte sich ein Lander einfach in der Nähe einer aktiven Wolke positionieren und nach Anzeichen von Oxidationsmitteln und Mikroben suchen, die aus dem Inneren aufsteigen.

Künstlerische Darstellung eines hypothetischen Kryobots (ein Roboter, der Wassereis durchdringen kann) in Europa. Bildnachweis: NASA

Ähnliche Missionen könnten auch in Enceladus durchgeführt werden, wo das Vorhandensein von hydrothermalen Quellen dank der umfangreichen Plume-Aktivität, die um seine südliche Polarregion herum beobachtet wurde, bereits bestätigt wurde. Auch hier könnte ein Tunnelbohrroboter in Oberflächenrisse eindringen und das Innere erkunden, um zu sehen, ob Ökosysteme auf der Unterseite der eisigen Kruste des Mondes existieren. Oder ein Lander könnte sich in der Nähe der Plumes positionieren und untersuchen, was ausgestoßen wird.

Solche Missionen wären einfacher und würden weniger wahrscheinlich eine Kontamination verursachen als Roboter-U-Boote, die die Tiefseeumgebung Europas erkunden sollen. Aber unabhängig davon, wie eine zukünftige Mission nach Europa, Enceladus oder anderen solchen Einrichtungen aussehen mag, es ist ermutigend zu wissen, dass jedes Leben, das dort existiert, zugänglich sein könnte. Und wenn diese Missionen es herausfinden können, werden wir endlich wissen, dass sich das Leben im Sonnensystem an anderen Orten als der Erde entwickelt hat!

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