Gibt es außerirdisches Leben auf Europa


US-Forscher haben einen großen See innerhalb der Eiskruste des Jupitermonds Europa identifiziert. Er dürfte etwa so viel Wasser enthalten wie die Großen Seen in Nordamerika und könnte sogar ein potenzieller Hort für Leben sein. 

Das mögliche Vorhandensein von flüssigem Wasser ließ Spekulationen darüber aufkommen, ob in Europas Ozeanen Formen von Leben existieren können. Auf der Erde wurden Lebensformen entdeckt, die unter extremen Bedingungen auch ohne das Vorhandensein von Sonnenlicht bestehen können, etwa in den hydrothermalen Quellen (Schwarze Raucher) oder in der Tiefsee.

Nach einem Bericht des Wissenschaftsmagazins New Scientist kamen NASA-Wissenschaftler, die die gestrichene Nasa-Mission Jupiter Icy Moons Orbiter planten, nach Auswertungen früherer Missionen im Frühjahr 2004 zu dem Schluss, dass der Mond Europa weitaus lebensfeindlicher sein könnte als zuvor angenommen.

So wurden auf der Oberfläche Wasserstoffperoxid und von konzentrierter Schwefelsäure bedeckte Flächen nachgewiesen. Hier geht man davon aus, dass die Säure aus dem unter der Eisschicht angenommenen Ozean stammt. Die Konzentration wird mit unterseeischem Vulkanismus erklärt, der für den Schwefel verantwortlich sein kann.

Es ist durchaus möglich, dass der Schwefel vom Jupitermond Io stammt. Mittlerweile gibt es auch Indizien dafür, dass der vermutete Ozean unter der Oberfläche Europas eine nennenswerte Salzkonzentration hat. So wurde Epsomit auf der Oberfläche nachgewiesen (eine Magnesiumsulfat-Verbindung). Epsomit könnte durch Reaktion des Schwefels vom Jupitermond Io mit Magnesiumchlorid unter Strahleneinwirkung entstanden sein. Das Magnesiumchlorid stammt mit hoher Wahrscheinlichkeit aus dem Innern Europas. Epsomit ist wesentlich leichter nachzuweisen als Natrium- oder Kaliumchlorid, das man eher auf Europa vermuten würde

An mindestens einer Stelle verbirgt sich unter der Oberfläche des Jupitermonds Europa höchstwahrscheinlich ein Körper aus flüssigem Wasser, der so groß ist wie die großen Seen in Nordamerika. Dies zeigt ein neues Computermodell, das Forscher der US-Raumfahrtbehörde Nasa aus Daten der Raumsonde „Galileo“ gewannen, die von 1995 bis 2003 im Jupitersystem kreiste. Die Daten lassen überdies erkennen, dass zwischen der Eisdecke, die den Trabanten umschließt, und dem darunter liegenden Ozean ein reger Materieaustausch stattfindet. Dies stützt die Hypothese, dass der Wasserkörper ein potenzieller Lebensraum für Organismen ist.

 Geheimnisvolles Netzwerk

Mit der Raumsonde Galileo gelangen den Planetologen eine Reihe herausragender Entdeckungen auf dem Riesenplaneten Jupiter und dessen vier inneren „galileischen“ Monde (sie wurden 1610 von dem italienischen Naturforscher und Astronomen Galileo Galilei entdeckt). Die Sonde lieferte so viele Daten, dass es noch viele Jahre dauern wird, sie alle zu analysieren. Dies gilt auch für die Bilder und Messwerte, die sie von Europa zur Erde sandte. Mit einem Durchmesser von 3121 km ist er der zweitinnerste und kleinste der vier großen Jupitertrabanten und zugleich der sechstgrößte Mond im Sonnensystem. Seine Oberfläche ist geprägt von Feldern ineinander geschobener Eisschollen, die teilweise an Eisfelder in den Polarregionen der Erde erinnern. Ein auffälliges Merkmal ist überdies ein Netzwerk aus kreuz und quer verlaufenden Gräben und Furchen, die etwa 20 km breit sind und sich über die gesamte Oberfläche des Mondes erstrecken. Sie gleichen Rissen und Verwerfungen auf irdischen Eisfeldern. 

Aus diesen und weiteren Beobachtungen schlossen die Forscher, dass es unter der Eiskruste einen bis zu 100 Kilometer tiefen Ozean aus flüssigem salzreichen Wasser geben könnte. Zwar liegt die Oberflächentemperatur auf Europa bei maximal −150 Grad Celsius. Dennoch besitzt der Mond eine innere Wärmequelle: Aufgrund seiner exzentrischen Umlaufbahn um Jupiter ändert sich dessen Gravitationswirkung auf den Himmelskörper andauernd, sodass dieser ständig verformt wird und sich durch dabei entstehende Reibungswärme erhitzt. Als Folge davon schmilzt ein Teil des Eispanzers, der seinen Gesteinskern umgibt. Die Gräben könnten durch so genannte Kryovulkane entstanden sein, bei denen statt Magma Eiswasser aufquillt und ausgeschleudert wird. Dieser Prozess könnte die Eiskruste stellenweise auseinander gedrückt haben. 

Der vermutete Ozean könnte sich um den gesamten Mond erstrecken und dürfte mehr Wasser enthalten als alle irdischen Meere zusammen. Das darüber liegende Eis ist nach Schätzungen der Planetologen einige Dutzend Kilometer dick. Bei ihrer Auswertung der Galileo-Aufnahmen konzentrierten sie sich auf zwei annähernd kreisförmige zerklüftete Gebiete auf der Oberfläche Europas, die so genannten Chaos Terrains. Um deren Entstehung zu erklären, machten sie Anleihen bei irdischen Eisschelfen und Gletschern, die sich über Vulkane erstrecken. Sie entwickelten Modell, das einen vierstufigen Prozesse aufzeigt, der solche Strukturen hervorbringen könnte. Danach steigt eine linsenförmige Blase von Wasser, das sich am Grund des Ozeans erwärmte und deshalb weniger dicht ist als das umliegende Eiswasser, nach oben.

Sie wölbt die darüber liegende Eisdecke auf. Darin bilden sich Brüche und Spalten. Zugleich schmilzt die Blase das oberflächennahe Eis, und es bilden sich mehrere schwimmende Schollen. Im nächsten Schritt bricht die aufgewölbte Eisdecke ein. An dieser Stelle ist sie nur noch drei Kilometer dick. Nun kühlt sich die aufgestiegene Warmwasserblase ab und löst sich langsam auf. Das geschmolzene Wasser erstarrt wieder, dabei frieren die durcheinander gewirbelten Trümmer der Eisdecke an der Bruchstelle fest – ein Chaos Terrain ist entstanden.

Dieser Prozess löst einige der Widersprüche, die sich aus anderen Beobachtungen ergaben. Einige von ihnen deuteten darauf hin, dass die Eisdecke dick ist, andere legten einen dünnen Eispanzer nahe. Wie sich jetzt zeigte, ist das Eis eher dick, kann aber stellenweise sehr dünn werden. Durch den kollabierenden Panzer können Nährstoffe und Energie zwischen der Oberfläche Europas und dem tiefen Ozean ausgetauscht werden. „Unter den Forschern herrschte die Meinung vor, dass eine dicke Eisdecke schlecht für die Biologie sei, denn dann hätte es keinen Austausch zwischen der Oberfläche und dem Wasserkörper gegeben“, erklärt die Geophysikerin Britney Schmidt von der University of Texas in Austin. „Jetzt haben wir die Hinweise darauf, dass die dicke Eisschicht sich lebhaft durchmischt und dass es riesige flache Seen gibt. Dies könnte Europa und seinen Ozean lebensfreundlicher machen.“ Schmidt ist Hauptautorin der Studie, in der die Nasa-Forscher ihre Ergebnisse publizieren. Sie erscheint im Wissenschaftsjournal „Nature“.

Auch wenn dieses Modell zutrifft, liegt der vermutete Ozean an den dünnsten Stellen der Kruste immer noch einige Kilometer unter der Oberfläche. Seine Existenz lässt sich erst dann endgültig bestätigen, wenn eine irdische Raumsonde auf Europa landet und im Eis selbst Messungen vornimmt. Eine solche Mission ist in der Tat geplant, kürzlich erhielt sie vom Nationalen Forschungsrat der USA die zweithöchste Priorität. Sie soll Radargeräte an Bord haben, die den Eispanzer durchdringen und Signale vom darunter liegenden flüssigen Wasser auffangen können.

Welche Art von Leben es auf dem Mond geben könnte, lässt eine neu entdeckte Art so genannter Araebakterien erkennen, die Forscher im elf Kilometer tiefen Marianengraben im Pazifik entdeckten. Den „Pyrococcus CH1“ getauften Mikroorganismus fanden sie in 4100 Meter Tiefe an einer heißen Quelle. Er lebt bei Temperaturen zwischen 80 und 105 Grad Celsius und kann sich selbst bei einem Druck von 120 Megapascal noch teilen, was dem 1000fachen Luftdruck auf Meereshöhe entspricht. Ähnliche Organismen könnten möglicherweise auch die Verhältnisse im 100 Kilometer tiefen Ozean auf Europa überstehen.

Ist Lebensentstehung ein Naturgesetz?

Sollten sie eines Tages gefunden werden, muss sicher sein, dass sie auch tatsächlich auf dem Jupitermond entstanden. Erst dann steht fest, dass sich Leben im Sonnensystem mindestens zweimal unabhängig voneinander bildete. Dies wäre ein starker Hinweis dafür, dass die Lebensentstehung ein naturgesetzlicher Prozess ist, der überall im Universum in gleicher Weise abläuft, wo die Bedingungen dafür günstig sind, also beispielsweise auf Planetenoberflächen mit flüssigem Wasser. Dann dürfte es im Universum vor Leben nur so wimmeln. Um solche Forschungsergebnisse unverfälscht zu erhalten, gilt es zu verhindern, dass irdische Mikroben etwa durch abstürzende Raumsonden auf Europa eingeschleppt werden, die dann fälschlicherweise als genuine Bewohner der Eiswelt interpretiert werden könnten. Aus diesem Grund lenkten die Nasa-Ingenieure ihren Späher Galileo im September 2003 in die Jupiter-Atmosphäre. Dort verglühte er – und mit ihm alle Lebewesen, die bis dahin die ungeheuer strapaziösen Bedingungen im eisigen Vakuum des Alls und im Strahlungsgürtel Jupiters an Bord der Sonde überlebt haben.