Der unterirdische Ozean des Saturnmondes Enceladus könnte reich an Phosphor sein – einem Element, von dem angenommen wird, dass es ein wesentlicher Bestandteil für Leben ist. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Wissenschaftlerteam, das mithilfe einer Kombination von Simulationstechniken zeigte, dass wahrscheinlich stabile Phosphorverbindungen vom Meeresboden des Mondes freigesetzt werden. Die Vorhersagen könnten künftigen Missionen zu den Eismonden des Saturn dabei helfen, etwaige Anzeichen von Leben besser zu lokalisieren.
Die Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem wird oft durch die Anwesenheit von flüssigem Wasser gesteuert. Außerhalb der Erde gibt es bekanntermaßen Ozeane unter den eisigen Oberflächen mehrerer Jupiter- und Saturnmonde – die alle durch die Gezeitenkräfte dieser Riesenplaneten erwärmt werden. Ein Anwärter auf Leben ist Enceladus, der sechstgrößte Saturnmond.
Obwohl dieser Mond klein ist (500 km Durchmesser), ist er berühmt für die wasserreichen Wolken, die durch Risse in seiner Eiskruste austreten. Die Wolken wurden von der NASA entdeckt Cassini Raumfahrzeug. Während mehrerer Vorbeiflüge zwischen 2005 und 2015 flog Cassini direkt durch diese Wolken und erhaschte einen Blick auf die chemischen Verbindungen, die tief im Ozean von Enceladus existieren.
Wesentliche Chemikalien
Das von Cassini untersuchte Wasser enthielt mehrere Chemikalien, die Astrobiologen als wesentliche Bausteine des Lebens betrachten: darunter Kohlenstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff. Ein Element, das jedoch nicht entdeckt wurde, war Phosphor – ein wichtiger Bestandteil von Strukturen wie DNA, Zellmembranen, Knochen und Zähnen. Während ein Mangel an Phosphor die Bewohnbarkeit von Enceladus in Frage stellen würde, waren Cassinis kurze Beobachtungen alles andere als erschöpfend.
Cassinis großes Finale
In dieser neuesten Studie hat ein Team unter der Leitung von Jihua Hao an der Universität für Wissenschaft und Technologie von China und Christoph Glein am Southwest Research Institute in den USA verwendeten geochemische Modellierungstechniken, um eine Schätzung der Phosphorhäufigkeit des Mondes zu erhalten. Zunächst verwendeten sie thermodynamische Modelle, um die Stabilitäten verschiedener Formen von gelöstem Phosphor zu bewerten – unterschiedliche Faktoren wie die Temperatur und den pH-Wert des Ozeans.
Aufbauend auf diesen Erkenntnissen untersuchten sie als Nächstes mithilfe kinetischer Modellierung die Auflösung stabiler Phosphatmineralien im Ozean von Enceladus. Über kurze geologische Zeiträume zeigten diese Simulationen, dass Phosphor durch die Verwitterung des felsigen Meeresbodens des Mondes schnell freigesetzt werden kann. Dies wiederum wird voraussichtlich zu Phosphorkonzentrationen führen, die den im Meerwasser auf der Erde vorhandenen Werten nahe kommen oder diese möglicherweise sogar übertreffen.
Eine derart hohe Häufigkeit würde bedeuten, dass das Leben im flüssigen Ozean von Enceladus nicht durch einen Mangel an Phosphor eingeschränkt wäre – was die Möglichkeit weiter verstärkt, dass Leben unter der eisigen Oberfläche des kleinen Mondes entstanden sein könnte. Diese Vorhersagen müssen durch zukünftige Missionen zum Saturn bestätigt werden, aber wenn wir Sonden nach Enceladus schicken, werden die Ergebnisse des Teams wertvolle Hinweise für diese Missionen liefern und Astronomen dabei helfen, die dramatischen Schwaden des Mondes in beispielloser Detailliertheit zu untersuchen.
Die Forschung ist beschrieben in Proceedings of the National Academy of Sciences.
