Diese Abbildung, die ab Dezember 2020 aktualisiert wurde, zeigt das Raumschiff Europa Clipper der NASA. Die Mission, die auf einen Start im Jahr 2024 abzielt, wird untersuchen, ob Jupiters Mond Europa und sein innerer Ozean lebensfähige Bedingungen haben.Credits: NASA / JPL-Caltech

Jupiters Mond Europa hat eine eisige Kruste, die einen riesigen globalen Ozean bedeckt. Die darunter liegende Felsschicht kann heiß genug sein, um zu schmelzen, was zu Unterwasservulkanen führt.

Neue Forschungen und Computermodelle zeigen, dass in der jüngeren Vergangenheit möglicherweise vulkanische Aktivitäten auf dem Meeresboden von Jupiters Mond Europa stattgefunden haben – und möglicherweise immer noch stattfinden. Die bevorstehende Europa Clipper- Mission der NASA , die auf den Start im Jahr 2024 abzielt, wird sich dem eisigen Mond nähern und Messungen sammeln, die Aufschluss über die jüngsten Ergebnisse geben könnten.

Wissenschaftler haben starke Beweise dafür, dass Europa einen riesigen Ozean zwischen seiner eisigen Kruste und dem felsigen Inneren beherbergt. Die neue Arbeit zeigt, wie der Mond möglicherweise genug innere Wärme hat, um diese felsige Schicht teilweise zu schmelzen, ein Prozess, der Vulkane auf dem Meeresboden speisen könnte. Die jüngste 3D-Modellierung, wie diese innere Wärme erzeugt und übertragen wird, ist die bislang detaillierteste und gründlichste Untersuchung der Auswirkungen dieser Innenheizung auf den Mond.

Der Schlüssel zu Europas felsigem Mantel, der heiß genug ist, um zu schmelzen, liegt in der massiven Anziehungskraft, die Jupiter auf seine Monde hat. Während sich Europa um den Gasriesen dreht, biegt sich das Innere des eisigen Mondes. Durch das Biegen wird Energie in das Innere des Mondes gedrückt, die dann als Wärme austritt (denken Sie daran, wie durch wiederholtes Biegen einer Büroklammer Wärme erzeugt wird). Je mehr sich das Innere des Mondes biegt, desto mehr Wärme wird erzeugt.

Die kürzlich in Geophysical Research Letters veröffentlichte Studie modelliert detailliert, wie sich der felsige Teil Europas unter der Schwerkraft des Jupiter biegen und erwärmen kann. Es zeigt, wo Wärme abgeführt wird und wie sie diesen felsigen Mantel schmilzt, was die Wahrscheinlichkeit von Vulkanen auf dem Meeresboden erhöht.

Die vulkanische Aktivität auf Europa ist seit Jahrzehnten ein Thema der Spekulation. Zum Vergleich: Jupiters Mond  Io  ist offensichtlich vulkanisch. Hunderte von Vulkanen brechen dort Lavafontänen aus und stoßen Vulkangas und Staub mit einer Höhe von bis zu 400 Kilometern aus – eine Aktivität, die auf die gleiche Art der inneren Erwärmung zurückzuführen ist, die durch Jupiters Zug verursacht wird. Da Europa jedoch weiter entfernt ist als Io von seinem Wirtsplaneten, haben sich Wissenschaftler gefragt, ob der Effekt unter der eisigen Oberfläche ähnlich wäre.

Die Ergebnisse der Wissenschaftler legen nahe, dass das Innere von Jupiters Mond Europa aus einem Eisenkern bestehen könnte, der von einem felsigen Mantel umgeben ist, der in direktem Kontakt mit einem Ozean unter der eisigen Kruste steht. Neue Forschungsmodelle, wie innere Wärme Vulkane auf dem Meeresboden befeuern kann.Credits: NASA / JPL-Caltech / Michael Carroll

Unter der Leitung von Marie Běhounková von der Karlsuniversität in der Tschechischen Republik sagten die Autoren ferner voraus, dass die vulkanische Aktivität am wahrscheinlichsten in der Nähe der Pole Europas auftritt – den Breiten, in denen die meiste Wärme erzeugt wird. Sie untersuchten auch, wie sich die vulkanische Aktivität im Laufe der Zeit entwickelt haben könnte. Langlebige Energiequellen bieten mehr Möglichkeiten für die Entwicklung eines potenziellen Lebens.

Unterwasservulkane könnten, falls vorhanden, hydrothermale Systeme antreiben, wie sie das Leben am Boden der Ozeane der Erde befeuern. Wenn Meerwasser auf der Erde mit heißem Magma in Kontakt kommt, führt die Wechselwirkung zu chemischer Energie. Und es ist chemische Energie aus diesen hydrothermalen Systemen und nicht aus Sonnenlicht, die dazu beiträgt, das Leben tief in unseren eigenen Ozeanen zu unterstützen. Vulkanische Aktivitäten auf dem Meeresboden Europas wären eine Möglichkeit, eine potenzielle bewohnbare Umgebung im Ozean dieses Mondes zu unterstützen.

„Unsere Ergebnisse liefern zusätzliche Beweise dafür, dass der unterirdische Ozean Europas eine Umgebung sein kann, die für die Entstehung von Leben geeignet ist“, sagte Běhounková. „Europa ist einer der seltenen Planetenkörper, die möglicherweise über Milliarden von Jahren hinweg vulkanische Aktivität aufrechterhalten haben, und möglicherweise der einzige jenseits der Erde, der über große Wasserreservoirs und eine langlebige Energiequelle verfügt.“

Direkte Beobachtungen

Wissenschaftler der NASA werden die Möglichkeit haben, die neuen Vorhersagen zu testen, wenn Europa Clipper 2030 sein Ziel erreicht. Das Raumschiff wird den Jupiter umkreisen und Dutzende von Vorbeiflügen an Europa durchführen, um den Mond zu kartieren und seine Zusammensetzung zu untersuchen. Unter den wissenschaftlichen Daten, die es sammelt, wird das Raumschiff die Oberfläche im Detail untersuchen und die dünne Atmosphäre des Mondes untersuchen.

Die Oberflächen- und Atmosphärenbeobachtungen geben Wissenschaftlern die Möglichkeit, mehr über den inneren Ozean des Mondes zu erfahren, wenn das Wasser durch die eisige Kruste sickert. Wissenschaftler glauben, dass der Materialaustausch zwischen dem Ozean und der Kruste Spuren von Meerwasser an der Oberfläche hinterlassen würde. Sie glauben auch, dass der Austausch Gas und möglicherweise sogar Wasserdampfwolken mit ausgestoßenen Partikeln abgeben kann, die Materialien enthalten könnten, die vom Meeresboden kommen.

Da Europa Clipper die Schwerkraft und das Magnetfeld des Mondes misst, könnten Anomalien in diesen Gebieten, insbesondere in Richtung der Pole, dazu beitragen, die von der neuen Forschung vorhergesagte vulkanische Aktivität zu bestätigen.

„Die Aussicht auf ein heißes, felsiges Inneres und Vulkane auf dem Meeresboden Europas erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass der Ozean Europas eine bewohnbare Umgebung sein könnte“, sagte der Wissenschaftler des Europa Clipper-Projekts, Robert Pappalardo, vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Wir können dies möglicherweise mit den geplanten Schwerkraft- und Zusammensetzungsmessungen von Europa Clipper testen, was eine aufregende Aussicht ist.“

Mehr über die Mission

Missionen wie Europa Clipper tragen zum Bereich der Astrobiologie bei , der interdisziplinären Erforschung der Variablen und Bedingungen ferner Welten, die das Leben beherbergen könnten, wie wir es kennen. Während Europa Clipper keine Lebenserkennungsmission ist, wird es eine detaillierte Aufklärung Europas durchführen und untersuchen, ob der eisige Mond mit seinem unterirdischen Ozean die Fähigkeit hat, das Leben zu unterstützen. Das Verständnis der Bewohnbarkeit Europas wird Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat und welches Potenzial besteht, Leben jenseits unseres Planeten zu finden.

JPL wird von Caltech in Pasadena, Kalifornien, verwaltet und leitet die Entwicklung der Europa Clipper-Mission in Zusammenarbeit mit dem Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) in Maryland für das Science Mission Directorate der Agentur in Washington. Das Programmbüro für Planetenmissionen im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, führt das Programmmanagement der Europa Clipper-Mission durch. 

Quelle: https://www.nasa.gov/feature/jpl/europa-s-interior-may-be-hot-enough-to-fuel-seafloor-volcanoes

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Astrobiologe / Astrobiologin

Astrobiologen/Astrobiologinnen erforschen Formen möglichen Lebens außerhalb des Planeten Erde. Zu diesem Zweck studieren sie die Entstehung und Entwicklung von Organismen (Bakterien, Pilze usw.) auf der Erde, die unter extremen Bedingungen, wie z. B. in der Wüste, im Meer/Tiefsee oder in der Antarktis, lebensfähig sind. Diese Organismen werden in der Fachsprache „Extremophile“ genannt. Die sich extremen Umweltbedingungen angepasst haben, die im Allgemeinen als lebensfeindlich betrachtet werden.

Astrobiologen/Astrobiologinnen studieren den Ursprung, die Entwicklung, Funktion und Verbreitung vor allem von extremophilen Lebensformen auf der Erde und im Weltall.

Sie befassen sich mit astrobiologischen Fragestellungen und führen Feldstudien in Wüsten, Hydrothermale Tiefseequellen im Hochgebirge und an den Erdpolen (Arktis, Antarktis) durch. Sie werten ihre Ergebnisse aus und publizieren sie in Fachjournalen. Ihre Ergebnisse sind für andere naturwissenschaftlichen Forschungsbereiche, wie z. B. Chemie oder Astrophysik von großer Bedeutung.

Astrobiologen/Astrobiologinnen arbeiten in der Natur sowie in Laboratorien von Universitäten und wissenschaftlichen Instituten. Sie arbeiten im Team mit Forschungskolleginnen und -kollegen, mit Expertinnen und Experten aus verwandten Fachbereichen und Forschungsassistentinnen und -assistenten.

Der Begriff „Astrobiologie“ wurde in den frühen 1960er-Jahren von Otto Struve (1897–1963), einem damals sehr bekannten russisch-amerikanischen Astronomen, geprägt, um auf interdisziplinäre Weise alle Forschungsgebiete begrifflich zusammenzufassen, die sich irgendwie mit der Frage nach der Existenz extraterrestrischen Lebens beschäftigen. Richtig durchsetzen konnte sich dieser Begriff in seiner Zeit jedoch noch nicht. Man sprach vielmehr von „Exobiologie“ oder „Xenobiologie“, die zum einen den Begriff „außen“ und zum anderen den Begriff „fremd“ in ihrem Wortstamm tragen. Damit wurde ihr Fachgebiet bereits begrifflich auf das (mögliche und wahrscheinliche) Leben außerhalb der Erde eingeengt.

Da man bis heute keine Anzeichen für extraterrestrische Lebensformen gefunden hat, handelt es sich bei der Exo- bzw. Xenobiologie quasi um eine Wissenschaft, die noch auf der Suche nach ihrem eigentlichen Gegenstand, dem außerirdischen Leben, ist. Deshalb wurde sie irgendwann auch nicht mehr richtig ernst genommen.