Leben auf Eismonden könnte schon anhand einzelner Eiskörner aus verborgenen Ozeanen nachgewiesen werden
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Berlin (Deutschland) – In den kilometertiefen globalen Ozeanen unter den ebenfalls dicken Eiskrusten zahlreicher Monde im äußeren Sonnensystem vermuten Astrobiologen gute Chancen für die Entdeckung von außerirdischem Leben im Sonnensystem. Eine neue Studie zeigt nun, dass das Vorhandensein solchen Lebens schon anhand einzelner Eiskörner, die durch geysirartige Fontänen ins All gepresst werden, nachgewiesen werden könnte.
Wie das internationale Team um Wissenschaftler um Frank Postberg, Professor für Planetenwissenschaften an der Freien Universität Berlin (FUB) und Fabian Klenner von der University of Washington aktuell im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.adl0849) berichtet, könnten auf diese Weise zukünftige Sondenmissionen alleine mittels Durchflügen dieser Fontänen Leben auf Welten wie dem Jupitermond Europa oder dem Saturnmond Enceladus nachweisen.
„Zum ersten Mal können wir zeigen, dass selbst eine winzige Menge zellulären Materials von einem Massenspektrometer an Bord eines Raumschiffs identifiziert werden können“, erläutert Klenner. „Unsere Ergebnisse geben uns mehr Vertrauen darauf, dass wir mithilfe zukünftiger Instrumente Lebensformen ähnlich denen auf der Erde nachweisen können, von denen wir zunehmend glauben, dass sie auf ozeantragenden Monden vorhanden sein könnten.“
Schon im kommenden Oktober soll mit „Europa Clipper“ eine NASA-Mission ins Jupitersystem aufbrechen, um hier gezielt auch den Mond Europa zu erkunden. Um die Möglichkeiten schon dieser und kommender Missionen und ihrer Instrumente bewerten zu können, haben Klenner und sein Team im Labor simuliert, wie kleinste Eistropfen etwa vom Europa-Clipper-Instrument „SUrface Dust Analyzer“ analysiert werden können und ob anhand dieser Analysen Bakterien nachgewiesen werden können.
Hierzu konzentrierte sich das Team auf das einzellige Bakterium „Sphingopyxis alaskensis“, das in den eiskalten und an Nährstoffen vergleichsweise armen Gewässern vor Alaska häufig vorkommt. „Diese Bakterien sind äußerst klein und könnten deshalb theoretisch auch in Eispartikeln passen, die von einer Ozeanwelt wie Enceladus oder Europa ausgestoßen werden“, erläutert Klenner.
Die Ergebnisse der Experimente zeigen, dass Sphingopyxis alaskensis, oder zumindest Fragmente davon sog. Biomaterial, in einzelnen Eiskörnern konzentriert sein und deshalb nachgewiesen werden könnten. Die Studie zeigt zudem, dass die Analyse einzelner Eiskörner, in denen Biomaterial konzentriert sein könnte, aussichtsreicher ist als die Analyse des Durchschnitts über eine größere Probe, die Milliarden einzelner Körner enthält.“
Schon zuvor konnte das gleiche Team Phosphate auf Enceladus nachweisen (…GreWi berichtete). Damit ist mittlerweile bekannt, dass der Saturnmond sowohl über ausreichend Energie, Wasser, Phosphate, andere Salze und kohlenstoff-basiertes organisches Material verfügt, um Leben, wie wir es von der Erde kennen, zu ermöglichen.
Weiter spekulieren die Autoren und Autorinnen darüber, dass wenn auch außerirdische Bakterienzellen von einer Lipidmembrane umgeben sind, die auf der Oberfläche ihrer Ozeane eine dünne Haut bilden könnten.
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„Auf der Erde ist Meerschaum ein wesentlicher Bestandteil, der zum Geruch des Ozeans beiträgt. Auf einem eisigen Mond, wo der Ozean mit der Oberfläche verbunden ist (z. B. durch Risse in der Eisschale), würde das Vakuum des Weltraums dazu führen, dass dieser Unterwasserozean siedet. Gasblasen steigen durch den Ozean auf und platzen an der Oberfläche, wo zelluläres Material in Eiskörner innerhalb des Strahls eingebettet wird. (…) Wir beschreiben also ein plausibles Szenario, wie bakterielle Zellen theoretisch in eisiges Material eingebunden werden können, das in und auf flüssigem Wasser auf Enceladus oder Europa entsteht und dann in den Weltraum ausgestoßen wird“, erklärt Klenner.
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„Das ‚Surface Dust Analyzer‘-Instrument an Bord von ‚Europa Clipper‘ wird leistungsfähiger sein als Instrumente vergangener Missionen. Dies und zukünftige Instrumente werden erstmals in der Lage sein, Ionen mit negativen Ladungen zu erkennen, was sie besser geeignet macht, Fettsäuren und Lipide zu erkennen“, erläutert Postberg. „Für mich ist es sogar aufregender, nach Lipiden oder Fettsäuren zu suchen, als nach Bausteinen der DNA. Der Grund dafür ist, dass Fettsäuren stabiler erscheinen“, fügt Klenner hinzu.
„Mit geeigneten Instrumenten wie dem ‚Surface Dust Analyzer‘ an Bord der Sonde könnte es einfacher sein, Leben oder Spuren davon auf eisigen Monden zu finden, als wir gedacht haben“, so Postberg abschließend. „Vorausgesetzt, dass Leben vorhanden ist und sich darum kümmert, in Eiskörnern eingeschlossen zu sein, die aus einer Umgebung wie einem unterirdischen Wasserreservoir stammen.“
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Recherchequelle: University of Washington, FUB,
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