Symbolbild: Hydrothermale Quellen am Grunde der East Scotia Ridge.
Copyright: Hogweard (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 2.5
Santa Cruz (USA) – Auf der Erde gelten hydrothermale Schlote, also extrem heiße Quellen aus dem Erdinnern am kalten Grunde der Tiefsee als Nährstoffquellen und eine mögliche Wiege des irdischen Lebens. Simulationen zeigen nun, dass auch schwächere und kühlere Schlote lebensfreundliche Bedingungen, etwa auf außerirdischen Ozeanwelten erzeugen könnten.
Wie ein Team um Professor Andrew Fisher von der University of California (UC) Santa Cruz aktuell im Fachjournal „Journal of Geophysical Research: Planets“ (DOI: 10.1029/2023JE008202) berichtet, haben sie die hydrothermale Zirkulation am irdischen Ozeanboden mit Computermodellen simuliert.
Hintergrund
Bei Ozeanwelten handelt es sich um Planeten und Monde, die einen flüssigen Ozean haben oder einst hatten. Oft sind diese Ozeane unter einer Eisschicht oder im felsigen Untergrund verborgen. In unserem Sonnensystem sind gleich mehrere Monde von Jupiter und Saturn bis hin zum Zwergplaneten Pluto solche Ozeanwelten. Zahlreiche frühere Untersuchungen sprechen dafür, dass einige Ozeanwelten aus ihrem Innern ausreichend Wärme freisetzen, um eine hydrothermale Zirkulation unter ihren Meeresböden zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Diese Wärme wird durch radioaktiven Zerfall und Gezeitenwirkung tief im Planeteninnern erzeugt. Erstmals in den 1970-er Jahren am irdischen Ozeanboden entdeckt, geben diese auch als „Schlote“ oder „Raucher“ bezeichneten Quellen neben Wärme auch organische Stoffe und nährstoffreiche Chemikalien in den Ozean ein und erzeugen so einzigartige Ökosysteme, Lebensräume für an diese extreme Umgebung angepasste Bakterienmatten, zahlreiche Bartwurmarten bis hin zu Garnelen, Krebstieren und Fischen. Wissenschaftler vermuten, dass heiße Schlote zu den Wiegen des irdischen Lebens gehören.
Durch Anpassungen der irdischen Variablen wie Schwerkraft, Wärme, Gesteinseigenschaften und der Tiefe von Flüssigkeitszirkulationen an die Bedingungen auf Ozeanwelten konnten die Forschenden zeigen, „dass hydrothermale Systeme auch unter kühleren Bedingungen, etwa auf Ozeanwelten jenseits der Erde entstehen und lange genug fortbestehen können, damit zumindest erdartiges Leben entstehen könnte.“
Künstlerische Darstellung des Inneren des Saturnmondes Enceladus, unter dessen eisiger Oberfläche sich ein an Nährstoffen reicher und wahrscheinlich von hydrothermalen Quellen gespeister flüssiger Wasserozean befinden (Illu.).
Copyright: ASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
Aus Sicht der Suche nach außerirdischem Leben in unserem eigenen Sonnensystem besonders spannend sind die Ergebnisse der Simulationen zu den Bedingungen auf dem Saturnmond Enceladus: Diese zeigen, dass auch unter der geringen Schwerkraft dieses Mondes die lebensfördernde Zirkulation am Meeresboden auch unter moderaten bis niedrigen Temperaturen für Millionen bis sogar Milliarden von Jahren aufrechterhalten werden kann. Das wiederum könne erklären, wie und dass auch kleine Ozeanwelten langlebige Flüssigkeitszirkulationssysteme an den dortigen Tiefseeböden erhalten können, auch wenn die wärmenden Effekte nur gering sind.
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Allerdings, so gestehen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen um Fisher ein, handele es sich lediglich um Simulationen, deren Ergebnisse sich natürlich von den tatsächlichen Gegebenheiten vor Ort, etwa auf Enceladus, stark unterscheiden können. „Die Entfernung zur Erde und ihre physikalischen Eigenschaften des Saturnmondes stellen große technische Herausforderungen für zukünftige Raumfahrtmissionen dar“, so die Forschenden abschließend.
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Recherchequelle: University of California
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