Sonnensystem: Lebensfreundlichkeit durch Eisdicke von Monden bestimmen
In unserem Sonnensystem gibt es einige Eismonde mit dicken Eispanzern, unter denen es flüssige Ozeane geben soll. Eine Forschungsgruppe der Cornell University hat herausgefunden, dass die Dicke der Eispanzer möglicherweise zeigen kann, wie lebensfreundlich diese Welten sind.
Die Studie(öffnet im neuen Fenster) wurde durch Messungen von Schelfeis in der Antarktis inspiriert. Diese von Unterwasserrobotern durchgeführten Messungen führten zu einer Analyse des Zusammenhangs zwischen Schwankungen der Eisdicke und der Temperatur des Wassers unter dem Eis.
Also übertrug das Team die Daten auf die Monde in unserem Sonnensystem. Wenn solche Messungen von der Erdumlaufbahn aus durchgeführt werden könnten, könnten sie vielleicht Aufschluss über die Beziehung zwischen den Eiskrusten von Ozeanwelten außerhalb unseres Planeten geben. Somit auch über den darunterliegenden Ozeanen. Dies wiederum könnte Hinweise auf die mögliche Bewohnbarkeit dieser Welten liefern.
Eismonde sollen flüssige Ozeane beherbergen
Die Fachwelt geht davon aus, dass die eisbedeckten Monde wie der Saturnmond Enceladus oder die Jupitermonde Europa und Ganymed unter ihren gefrorenen Oberflächen riesige Ozeane beherbergen. In einigen dieser Ozeane herrschen möglicherweise günstige Bedingungen für die Entstehung lebender Organismen. Diese Welten gehören zu den wahrscheinlichsten Körpern im Sonnensystem, die eine Form von Leben jenseits der Erde beherbergen.
Bisher ist es jedoch nicht möglich, Temperaturdaten unterhalb der Eiskrusten zu erhalten, wenn man nicht in sie hineinbohrt. Bei den fernen Eiswelten ist dies aus technischen Gründen bisher nicht machbar. Die Eiskrusten sind teilweise mehr als 16 Kilometer dick. Zudem besteht die Gefahr einer Kontamination.
Das Pumpen des Eises
Die Antarktis-Beobachtungen zeigen, dass die Eiskruste über dem Ozean und die darunterliegende Wassermasse durch einen Prozess interagieren, der als Eispumpen bezeichnet wird. Unterschiede in der Eisdicke bedeuten, dass das flüssige Wasser unterschiedlich starkem Druck ausgesetzt ist.
Das wirkt sich auf den Schmelz- und Gefrierpunkt des Wassers aus. Bei einer dickeren Eisschicht ist der Druck höher und der Gefrierpunkt sinkt. Das untergetauchte Eis könnte somit schmelzen. Das aus dem Eis freigesetzte Wasser wäre wärmer als die Umgebung. Es fließt also nach oben und gefriert wieder, um so näher es der Oberfläche des Eispanzers kommt.
Phänomen der Erde auf andere Welten angewendet
Laut der Forschungsgruppe führt dies zu einzigartigen Eiszusammensetzungen und -texturen. Diese beeinflussen die Verteilung der Lebensräume unter dem Eis auf der Erde. Derselbe Prozess des Eispumpens könnte auch auf Europa, Enceladus und Ganymed vorhanden sein - vielleicht sogar auf dem Saturnmond Titan .
Zwischen 2004 und 2017 hat die Raumsonde Cassini den Saturn und seine Monde umkreist. Dabei wurden auch Messungen der Eishülle von Enceladus durchgeführt. Diese Daten deuten darauf hin, dass der Ozean unter der Oberfläche des Mondes eine Temperatur zwischen -1,095 und -1,272 Grad Celsius haben könnte.
Das Team geht davon aus, dass der Eispumpeneffekt auf Enceladus aufgrund seiner kleineren Größe schwächer als auf dem Jupitermond Europa ist. Wenn man versteht, wie die Temperatur um den Mond herum schwankt, kann man die Zirkulation des Ozeans kartieren, was Aufschluss über seine Bewohnbarkeit geben könnte.
Zur Studie
Die Studie wurde am 13. Februar 2024 in der Fachzeitschrift Journal of Geophysical Research veröffentlicht: Ice-Ocean Interactions on Ocean Worlds Influence Ice Shell Topography(öffnet im neuen Fenster) (Eis-Ozean-Wechselwirkungen auf Ozeanwelten beeinflussen die Topografie der Eismuschel).