Neue Studie: Lebensnotwendiger Stickstoff kam mit Meteoriten zur Erde

Teile des untersuchten Meteoriten "Grave Nunataks (GRA) 95229" | Copyright/Quelle: Sandra Pizzarello, asu.edu

Tempe/ USA - Einer der chemischen Grundbausteine des irdischen Lebens, Stickstoff, kam möglicherweise mit Meteoriten aus dem All auf die noch junge und unbelebte Erde. Zu diesem Schluss kommt eine aktuelle Studie US-amerikanischer Wissenschaftler anhand einer Analyse eines Chondrit-Meteoriten, in dem sie auf große Mengen Ammoniak stießen - eines stickstoffreichen chemischen Elements, wie es zur Entstehung von Proteinen, DNA und RNA benötigt wird.

Bislang stellte die Frage, wie genügend Ammoniak auf der Erde entstehen konnte, Wissenschaftler vor ein Rätsel, wird Ammoniakgas in der Atmosphäre doch alleine schon durch das Sonnenlicht sehr schnell zerstört. Des Weiteren deuten geologische Proben daraufhin, dass die ursprüngliche Umgebung, in der sich Ammoniak hätte bilden müssen, chemisch neutral war und somit für die Entstehung von Ammoniak nicht förderlich gewesen wäre.

Das Team um Sandra Pizzarello von der "Arizona State University" glaubt nun, das Rätsel gelöst zu haben: Staub, der aus einem Chondrit-Meteoriten gewonnen wurde, setzten sie 300 Grad Celsius heißem Wasser und extrem hohem Druck aus, um damit atmosphärische Bedingungen auf der jungen Erde zu simulieren, wie sie zur Entstehung von Tonerden geführt hatten.

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Zum Erstaunen der Forscher führte dieser Vorgang dazu, das große Mengen Ammoniakgas aus den Meteoritenmaterial austraten, wie sie 60 Prozent des Stickstoffs im Meteoritenpulver entsprachen. Weitere Analysen der Stickstoffisotope im Ammoniak bestätigten, dass dieses aus dem All stammt und nicht von irdischen Verunreinigungen herrührt.

"Jede Theorie, die versucht, die Biogenese zu erklären, muss den Nachschub von Stickstoff in Form von Ammoniak miteinbeziehen", erläutert Pizzarello die Forscherin. "Die direkte Belieferung großer Mengen von prebiotischem Ammoniak (durch Meteoriten) ist in dieser Frage eine reizvolle Vorstellung."

Vor dem Hintergrund der Ergebnisse der Untersuchung erscheinen Meteoriten zu einer wichtigen außerirdischen Quelle von reaktivem Stickstoff. Zudem wäre Ammoniak Im Innern der Meteoriten auch vor der zerstörerischen Wirkung des Sonnenlichts geschützt und könnte somit unbeschadet die Erdoberfläche erreicht haben.

Pizzarello selbst vermutet, dass der untersuchte Meteorit mit der Bezeichnung "Graves Nunataks (GRA) 95229" von einem Asteroiden oder einer ähnlichen Umwelt stammt, in dem Ammoniak sozusagen als schlafende Chemikalie vorhanden ist. Ihre Ergebnisse haben die Forscher aktuell im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) veröffentlicht.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / asu.edu / pnas.org

Wasserozean auf Enceladus immer wahrscheinlicher: Sonde findet ungewöhnlich hohe Wärmeabgabe des Saturnmonds

Cassini-Aufnahme vom 25. Dezember 2009: Mindesten vier deutlich erkennbare Fontänen treten hier aus der Südpolregion des Saturnmondes Enceladus aus | Copyright: NASA/JPL/Space Science Institute

Boulder / USA - Neue Messungen der NASA-Saturnsonde "Cassini" offenbaren ein weiteres Mysterium des eisigen Saturnmonds Enceladus: Dessen südliche Polarregion, wie sie von gewaltigen Rissen und Spalten in der den Mond bedeckenden Eiskruste und ebensolchen Fontänen aus Wassereis geprägt wird, gibt deutlich mehr Energie von sich, als bisherige Vorstellungen dies vermuteten. Somit steht genügend Wärme zur Verfügung, um einen Ozean flüssigen Wassers unter dem Eispanzer aufrechtzuerhalten.

Wie die Forscher um Carly Howett vom "Southwest Research Institute" (SRI) aktuell im Fachmagazin "Journal of Geophysical Research" berichten, stammen die Daten von Messungen des Infrarot-Spektrometers an Bord der Sonde, mit dem die Südpolregion erneut ins Visier genommen wurde, da die linearen Rissstrukturen, die sogenannten "Tiger Stripes" (Tigerstreifen), auf eine enorme Hitzeentstehung aus dem Innern des Mondes hindeuten.

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Tatsächlich belegen die Messungen, dass von der Südpolregion 15,8 Gigawatt an Energie abgegeben wird. Dies entspricht der 2,6-Fachen Menge der Energieabgabe aller heißen Quellen im amerikanischen Yellowstone Nationalpark bzw. der Leistung von 20 Kohlekraftwerken und damit dem rund 10-Fachen der zuvor aufgrund von theoretischen Modellen berechneten Werte.

"Der Mechanismus, der im Innern des Saturnmondes zu einer solchen Leistung führt, bleibt indes weiterhin ein Rätsel und fordert alle bislang vorgeschlagenen Modelle einer langfristigen Hitzeproduktion heraus", kommentiert Howett die erstaunlichen Messergebnisse.

Illustration der zuvor berechneten (l.) und tatsächlichen Energieabgabe der südlichen Polarregion des Eceladus | Copyright: NASA/JPL/SWRI/SSI

Seit Messungen der Cassini-Sonde 2005 ist bekannt, dass die südliche Polregion von Enceladus geologisch aktiv ist und aus den "Tigerstreifen" gewaltige Eisfontänen ins All schießen. Eine Studie aus dem Jahr 2007 ging zwar davon aus, dass die Hitze im Innern des Mondes durch Gezeitenkräfte erzeugt wird, die aus dem Zwischenspiel von Enceladus mit dem benachbarten Saturnmond Dione entstehen, errechnete jedoch, dass hierbei nicht mehr als 1,1 Gigawatt erzeugt würden. Weitere Energie in Höhe von 0,3 Gigawatt (also insgesamt 1,4 Gigawatt pro Sekunde) könnte zudem durch Radioaktivität aus dem Innern des Mondes stammen.

Eine mögliche Erklärung für die unerwartet hohen Werte könnte der Umstand sein, dass das Kräftespiel zwischen Enceladus, Dione und dem Mutterplaneten Saturn die Umlaufbahn von Enceladus derart beeinflusst, dass es zu sowohl zu stärkeren als auch schwächeren Phasen der als Auslöser der Wärmeabgabe vermuteten Gezeitenwirkung kommt. Diese Erklärung würde bedeuten, dass Cassini den Saturnmond gerade in einer Phase ungewöhnlich hoher geologischer Aktivität beobachtet.

Zugleich erhöhen die neuen Werte auch die Wahrscheinlichkeit, dass sich unter dem dicken Einspanzer von Enceladus ein Ozean aus flüssigem Wasser befindet, wie er nicht nur mögliches Leben beherbergen, sondern auch die Quelle der immer noch kontrovers diskutierten Fontänen sein könnte. Befände sich ein solch vermuteter Ozean bzw. ein verborgenes Gewässer unterhalb der südlichen Polregion zwischen der äußeren Eisschicht und dem felsigen Mondinnern, würde dies die Effizienz der Erwärmung durch die Gezeitenkräfte noch erhöhen.

"Die Möglichkeit von flüssigem Wasser, einer von den Gezeitenkräften angetriebenen Energiequelle und der Nachweis von kohlenstoffreichen Chemikalien in den Partikeln der Fontänen, machen den Saturnmond besonders aus astrobiologischer Sicht höchst interessant", so Howett.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov