Freitag, 8. Mai 2015

pH-Wert von Geysiren blelegt lebensfördernden geochemischen Prozess auf Saturnmond Enceladus


Schaubild zum inneren Aufbau des Saturnmondes Enceladus, unter dessen kilometerdicken Eiskruste sich wahrscheinlich ein flüssiger Wasserozean verbirgt, der auch die Fontänen am Südpol des Mondes speist. | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Washington (USA) - Anhand neuer Analysen der Daten der Saturnsonde "Cassini" haben US-Wissenschaftler den pH-Wert des Wassers in den geysirartigen Fontänen bestimmt, die aus der Südpolregion des Saturnmondes Enceladus austreten. Dieser deutet auf einen geochemischen Prozess in dem diese Eis-Fontänen wahrscheinlich speisenden, jedoch unter einer kilometerdicken Eiskruste verborgenen Wasserozean hin, der die Entstehung von Leben unterstützt haben könnten.

Wie Christopher Glein von der Carnegie Institution, John Baross von der University of Washington und J. Hunter Waite Jr. vom Southwest Research Institute aktuell im Fachjournal "Geochimica et Cosmochimica Acta" berichten, stelle die Bestimmung des pH-Wertes einen wichtigen Schritt für die Einschätzung dar, ob es auf dem sechstgrößten Mond des Saturn einst Leben gegeben haben könnte und vielleicht sogar heute noch gibt.


Die Messungen basieren auf den Analysedaten des Massenspektrometers an Bord der Sonde als diese Eispartikel und Gase aus den Fontänen untersuchen konnte. Demnach liegt der pH-Wert, mit dem der saure oder basische Charakter wässriger Lösungen bestimmt wird, zwischen 11 und 12 liegt und ist damit vergleichbar mit dem pH-Wert von Amoniak-Glasreinigern ist.


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"Die Fontänen beinhalten genau so viel Natriumchlorid (Kochsalz) wie die irdischen Ozeane", berichten die Forscher weiter. "Das zusätzlich vorhandene Natriumkarbonat macht den Quellozean auf Enceladus jedoch den irdischen Natronseen Mono Lake in Kalifornien oder dem Magadisee in Kenia ähnlich." Aus diesem Grund Bezeichnen die Forscher den Enceladus-Ozean auch als "Natron(Soda)-Ozean".

Während die hohe Salinität in Verbindung mit der Alkalität eines pH-Wertes von knapp 10 das dortige Ökosystem stark einschränkt, gibt es im Mono Lake Leben in Form von Phyto- und Zooplankton, Salzwasserkrebsen, Salzfliegen und den sich von diesen ernährenden Wasservögeln. Die Arten im Mono Lake selbst zeichnen sich durch einen Stoffwechsel aus, der im besonderen Maße an den osmotischen Druck und dem daraus folgenden geringen Gehalt an freiem Wasser im Organismus angepasst ist.


"Die Kenntnis des pH-Werts verbessert nun unser Wissen über die geochemischen Prozesse im Natronozean auf Enceladus", erläutert Glein. "Unser Modell legt nahe, dass der pH-Wert deshalb so hoch ist, weil sich im Ozean ein metamorphischer geochemischer Prozess, die sog. Serpentinisierung, abspielt." Auf der Erde kommt es zur Serpentinisierung, wenn durch Umwandlung von Olivin, Pyroxenen und Amphibolen in den peridotitischen Ausgangsgesteinen unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen sog. Serpentinminerale entstehen. Auf Enceladus könnte es zur Serpentinisierung kommen, wenn das Ozeanwasser durch einen felsigen Kern am Boden des Ozeans zirkuliert.


"Der Prozess der Serpentinisierung könnte deshalb von so großem Interesse sein, weil dabei auch molekularer Wasserstoff (H2) entsteht, der wiederum eine Quelle chemischer Energie darstellt, wie sie in Abwesenheit des Sonnenlichts für Tiefsee-Ökosysteme von großer Bedeutung ist und somit auch am immerdunklen Grund des Enceladusozeans eine wichtige Energiequelle für dortiges potentielles Leben sein könnte", so Glein. "Molekularer Wasserstoff könnte sowohl die Bildung organischer Verbindungen wie Aminosäuren antreiben, die dann die Grundlage von Leben sein können, als auch als Nahrungsgrundlage für mikrobiologisches Leben, wie etwa methanproduzierende Organismen, sein."


Der Nachweis von Serpentinisierung mache Enceladus zu einem noch aussichtsreicheren Kandidaten bei der Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem.


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