Donnerstag, 5. Dezember 2013

Jupitermond Europa: Strömungen unter Eisdecke könnten lebensfreundliche Bedingungen erzeugen


Die neuen Simulationen zeigen, dass das Wasser in Europas Äquatorregion wärmer (rot) ist als an den Polen (blau). | Copyright: JPL/NASA/MPS

Austin (USA) - Die Oberfläche des Jupitermonds Europa ist geprägt von einem filigranen Netz kilometerlanger Furchen, die den gewaltigen Eispanzer durchschneiden. Besonders in den Äquatorregionen finden sich eigenwillige besonders raue und chaotische Muster dieser Risse im Eis. Ein neues Modell der Strömungen unterhalb der Eisschicht deutet auf wärmeres Wasser hin, das in Äquatornähe aus dem Innern des Mondes aufsteigt, so die chaotische Eislandschaft darüber formt und zugleich genügend Wärme liefern könnte, um Leben in Europas verborgenem Ozean zu ermöglichen.

Wie die Forscher der University of Texas, dem Georgia Institute of Technology und des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung aktuell in der Online-Ausgabe von "Nature Geoscience" (DOI: 10.1038/ngeo2021) berichten, sei das, was sich unter der zerklüfteten Eisschicht verbirgt, mindestens ebenso faszinierend wie die auffällige Oberflächenstruktur des Jupitermondes selbst: ein unterirdischer Salzwasserozean, der durch Gezeitenkräfte und die im Innern des Himmelskörpers gespeicherte Wärme eisfrei - also flüssig - gehalten wird.


Bereits 1998 legten Messungen des Magnetometers an Bord der NASA-Raumsonde "Galileo" die Existenz der schwer zugänglichen Wassermassen nahe. Bis heute sind jedoch viele ihrer Eigenschaften unbekannt - etwa, ob dort Bedingungen herrschen, die das Entstehen von Leben ermöglichen könnten. Viele Astrobiologen halten Europa indes für einen der aussichtsreichsten Anwärter auf außerirdisches Leben im Sonnensystem.


www.grenzwissenschaft-aktuell.de
 + + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Die neuen Modellrechnungen erlauben den Forschern nun einen Blick unter die Eisdecke. Ihre Simulationen offenbaren, welche Strömungen im Ozean herrschen: "Die Bewegungen in Europas Ozean werden durch Temperaturunterschiede angetrieben", sagt Max-Planck-Forscher Johannes Wicht. "Wärmeres und darum leichteres Wasser steigt nach oben, kälteres Wasser sinkt hinab."


Diese Bewegung, wie sie auch bei kochendem Nudelwasser zu beobachten ist, bezeichnen die Forscher als Konvektion und transportiert Wärme aus den Tiefen des Ozeans nach außen. "Unsere Computersimulationen zeigen, dass die Konvektion in der Äquatorregion stärker ist als an den Polen. Darum ist das Wasser in niedrigen Breiten wärmer und die Eisdecke wird effektiver geheizt", fasst Wicht die neuen Ergebnisse zusammen.



Diese Aufnahme der Raumsonde "Galileo" zeigt die äußere Eisschicht des Jupitermonds Europa. | Copyright: JPL/NASA

Ob und wie genau diese Wärme die Risse in der Eisschicht verursacht, ist noch nicht endgültig geklärt. Möglicherweise spiele dabei nicht nur die höhere Temperatur eine Rolle. Das von unten gewärmte Eis hat zusätzlich einen geringeren Salzgehalt. "Beides sorgt dafür, dass dieses Eis leichter ist als die darüber liegende Schicht und zur Oberfläche drängt", so der Forscher und vermutet, dass sie Bewegungen im Eis wahrscheinlich zu den Brüchen und Rissen führen.


"Ähnliche Prozesse, wie wir sie für Europa modelliert haben, finden sich auch auf der Erde", erläutert Krista Soderlund von der University of Texas und vergleicht das sogenannte "Chaos Terrains" mit Geländemustern auf Meereseis in Teilen der Antarktis.


In ihren Berechnungen berücksichtigten die Forscher, dass im Wesentlichen zwei Effekte die Art der Wasserströmungen im unterirdischen Ozean bestimmen: Zum einen steige wärmeres Wasser aus dem Innern des Monds nach oben, zum anderen wirke sich seine Rotation aus, wenn die sogenannte Corioliskraft diese Ströme ablenke. "Wie genau das Wasser fließt, ergibt sich aus dem Zusammenspiel beider Einflüsse", sagt Wicht. In Europas Ozean scheint sich die Corioliskraft weniger stark auszuwirken als bisher angenommen. "Darum unterscheiden sich unsere neuen Computermodelle deutlich von ihren Vorgängern."


Neben den Wasserbewegungen in radialer Richtung fanden die Forscher auch drei ausgeprägte Strömungen, die weitestgehend parallel zu den Eisdecken in West- beziehungsweise Ostrichtung verlaufen: Am Äquator fließt das Wasser nach Westen, in den Polregionen nach Osten. "Auf der Erde finden sich im Meer ähnlich verlässliche Strömungen, etwa der Golfstrom", so Wicht. Ob auch diese sogenannten Jetstreams Auswirkungen auf die darüber liegende Eisdecke haben, sei aber noch unklar.


Sollten die Berechnungen der Forscher richtig sein, so wäre dies "ein weiteres wichtiges Indiz dafür, dass der Ozean tatsächlich existiert und dass es zu interessanten Interaktionen zwischen dem Ozean und der Eisschicht kommt", kommentiert Britney Schmidt vom Georgia Institute of Technology. "All das lässt dann auch Leben auf Europa bzw. in dem verborgenen Ozean möglich werden."


Jetzt hoffen die Forscher gespannt auf die anvisierten nächsten Missionen von NASA und ESA, die Europa genauer erkunden sollen. Der europäische "JUpiter ICy moons Explorer" (JUICE, ...wir berichteten) soll 2022 starten und den Europa-Ozean und seine Eiskruste erkunden. Die NASA ist derzeit noch in der Planungsphase ihrer Mission "Europa Clipper".


"Es ist spannend an Modellen zu arbeiten, die heute schon das Strömungsverhalten auf Europa vorhersagen und zugleich zu wissen, dass wahrscheinlich noch zu unseren Lebzeiten diese Vorhersagen vor Ort überprüft werden können", zeigt sich Soderlund abschließend begeistert.


WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA

Jupitermond: NASA sucht Fenster zu außerirdischem Ozean 16. April 2013

Lebensfördernde chemische Energiequelle auf Jupitermond Europa 5. April 2013 
Büßereis: Gewaltige Eisnadeln könnten Landung auf Jupitermond Europa erschweren 20. März 2013 
Leben auf Jupitermond noch wahrscheinlicher: Astronomen finden Beweise für Austausch zwischen verborgenem Ozean und der Oberfläche von Europa 5. März 2013
JUICE: ESA gibt Instrumente zur Erkundung des Jupitersystems und seiner frostigen Ozean-Monde bekannt 22. Februar 2013
Lebensfreundlicher Jupitermond? Europas Eispanzer könnte tiefer sein als gedacht 26. September 2012
Genügend Sauerstoff in Ozean auf Jupitermond Europa selbst für komplexe Lebensformen 29. Mai 2010
 

grenzwissenschaft-aktuell.de
Quellen: utexas.edu, mpg.de
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE