Enceladus: Auf einem Mond des Saturns könnte es Leben geben
Die Bausteine für Leben sind in unserem äußeren Sonnensystem vorhanden. Dort werden wir wohl kaum Aliens finden, wie wir sie aus Filmen kennen. Das ist weder nötig noch schlimm. Denn mehr als Raumsonden können wir erst einmal nicht zu den äußeren Gasriesen schicken. Es wäre nicht das erste Mal, dass wir eine zum Saturn oder Jupiter schicken. Noch heute werden die alten Daten ausgewertet.
Die Raumsonde Cassini konnte im März 2005 mehrere Vorbeiflüge am Saturn-Eismond Enceladus vollziehen. Dabei ist sie auch durch Fontänen geflogen, die von den Kryovulkanen unter dem dicken Eispanzer des Mondes ins Weltall gespuckt werden. Anders als bei den Lava-spuckenden Vulkanen , die wir auf der Erde kennen, schleudern Kryovulkane kalte und schmelzbare Substanzen wie Methan, Wasser oder Kohlenstoffdioxid ins Weltall.
Nach fast 20 Jahren konnte ein Forschungsteam(öffnet im neuen Fenster) - unter anderem von der Freien Universität Berlin und Universität Leipzig - aus den alten Cassini-Daten nun einen Stoff in den ausgestoßenen Eispartikeln ausfindig machen, der wichtig für die Entstehung von Leben jeglicher Art ist: Phosphor in Form von Phosphaten.
In jeder bekannten Lebensform sind Phosphate (die gelöste Form von Phosphor) ausschlaggebend für die Bildung der DNA. Ohne sie würde es weder Zellwände noch die universellen Energieträger ATP (Adenosintriphosphat) in den Zellen geben. Leben - zumindest wie wir es kennen - wäre ohne Phosphate nicht existent. Und auf Enceladus wurden nun alle nötigen Bausteine für die Entstehung von Leben bestätigt.
Auf der Venus wurde angeblich etwas Ähnliches gefunden
Einen ähnlich klingenden Stoff konnte ein Forschungsteam vor wenigen Jahren(öffnet im neuen Fenster) auch in den Wolken der Venus ausfindig machen: Phosphin. Dabei handelt es sich um ein giftiges Gas, das bei der Abbautätigkeit anaerober Bakterien entsteht. Wenn man diese auf einem fremden Planeten, Mond oder anderen Himmelskörper entdeckt, sind sie eine mögliche Biosignatur außerirdischer Lebensformen.
Das Kuriose bei der Entdeckung auf der Venus ist jedoch, dass das Gas laut den Forschern in der Gashülle der Venus nicht lange überdauern kann. Deswegen nahmen sie damals an, dass es eine Quelle in der Atmosphäre, auf der Oberfläche oder darunter geben müsse, die für den Phosphornachschub sorgte. Letztendlich zeigte sich aber, dass die analysierten Daten falsch interpretiert wurden(öffnet im neuen Fenster) und dass es kein Phosphin und damit auch kein bekanntes Leben auf der Venus gibt.
Diese beiden Stoffe sollte man nicht verwechseln: Phosphine und Phosphate
Phosphine sind aber nicht dasselbe wie Phosphate. Bernd Abel vom Institut für Technische Chemie der Universität Leipzig ist Mitautor der Studie zu Enceladus. Im Telefongespräch erklärte er Golem.de den Unterschied dieser beiden zumindest vom Klang her ähnlichen chemischen Elemente: "Phosphin ist ein eher giftiges Gas, wirklich eine gasförmige Verbindung, die möglicherweise in der Atmosphäre nachweisbar ist. Phosphate, hier geht es wirklich um die wässrige Phase."
Unter der Eisschicht hatte man bereits Salze wie Natrium, also ganz normales Kochsalz, im Wasser entdeckt. Die Entdeckung gelang, indem man über den Südpol des Enceladus flog und die Eispartikel, die ausströmten, untersuchte. Die Wahrscheinlichkeit, dort Phosphor zu entdecken, war gering - "auch, wenn man viele Millionen Jahre Zeit hat, auf so einem Eisplaneten in wässriger Phase das letzte fehlende Puzzleteil [für die Entstehung von Leben], Phosphor, zu entdecken" , erklärte Abel.
"Es ist nicht nur das Element, das irgendwo da ist, sondern auch, dass es in der Form eines Salzes im Ozean von Enceladus vorhanden ist." Und wie kommt ein solches Element in seiner perfekten Form überhaupt in das Enceladus-Meer? "Es kommt aus den Gesteinsschichten des Kerns und löst sich am Meeresboden dann in das Wasser hinein. Anders beim Phosphin. Das hat wenig mit der Suche nach Leben zu tun. Doch es ist überall das Gleiche drin, nämlich Phosphor. Für lebende Prozesse ist aber das Phosphat wichtig."
Phosphat kann zwar auch in Gestein gebunden sein, doch für die biologische Verfügbarkeit ist es wichtig, dass dieser Stoff als gelöstes Salz im Ozean vorkommt. Zudem liegt die kürzlich entdeckte Konzentration im Ozean von Enceladus 100- bis 1.000-fach über der Phosphat-Konzentration der irdischen Weltmeere.
Ohne Phosphat also kein Leben. Durch die geochemischen Experimente konnte das Forschungsteam in seiner Modellierung zeigen, "dass sich die hohen Phosphatkonzentrationen aus einer erhöhten Löslichkeit von Phosphaten ergeben, die nicht nur auf Enceladus, sondern generell unter den speziellen Bedingungen im äußeren Sonnensystem gegeben sein sollten" , erläuterte Frank Postberg von der Freien Universität Berlin und Hauptautor der Studie in einer Pressemitteilung(öffnet im neuen Fenster) . Vor diesem Fund war nicht klar, ob der Ozean von Enceladus "überhaupt Phosphate in nennenswerten Mengen enthalten kann" .
Bereits bei früheren Arbeiten hatten er und sein Team herausgefunden, dass sich unter der Eisdecke von diesem Saturnmond ein flüssiger Ozean befindet. Dieser ist reich an gelösten Karbonaten (weswegen er auch zu den Soda-Ozeanen(öffnet im neuen Fenster) gezählt wird) und teils komplexen organischen Verbindungen.
Zudem konnte Postberg in seinen früheren Forschungen bereits andere wichtige Elemente für die Entstehung von Leben nachweisen: Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und zuletzt auch Schwefel. Auch Anzeichen von Hydrothermalquellen(öffnet im neuen Fenster) am Grunde des Ozeans wurden gefunden.
Ob sich Leben tatsächlich in solchen Quellen wie den schwarzen oder weißen Rauchern auf der Erde entwickeln kann, ist in der Wissenschaft umstritten. Es gibt einige Befürworter dieser These, jedoch ebenso Gegner. Zum einen, weil diese Raucher auf den Meeresböden nach einigen Tausend Jahren bereits wieder verschwinden. Dieser Zeitraum würde für die Entstehung von Leben nicht ausreichen.
Für die Forschungsgruppe ist die Entdeckung von Phosphaten der "letzte fehlende Baustein, um Enceladus' Ozean endgültig als habitabel - also lebensfreundlich - bezeichnen zu können" , heißt es in einer Pressemitteilung. Das bedeutet jedoch nicht zwingend, dass es dort auch Leben geben muss. Doch der Mitautor Nozair Khawaja findet, dass es höchste Zeit ist, "dass wir zu Enceladus zurückkehren, um zu sehen, ob sich aus den guten Ausgangsbedingungen tatsächlich Leben entwickelt hat" . Zumindest einfache Formen von außerirdischem Leben würden der Fachwelt bereits reichen.
Zur Studie
Die Studie zu Enceladus wurde am 14. Juni 2023 im Fachmagazin Nature publiziert: Detection of phosphates originating from Enceladus's ocean(öffnet im neuen Fenster) (engl. Nachweis von Phosphaten aus dem Ozean von Enceladus).