Dieser Jupitermond produziert täglich 1000 Tonnen Sauerstoff
Mit einem Durchmesser von 3100 Kilometern ist Europa der viertgrößte Mond Jupiters. Sein interessantestes Merkmal ist der unterirdische Ozean, der unter einer dicken Eisschicht verborgen ist. Diese Wasservorkommen nähren die Hoffnung auf die Entdeckung außerirdischen Lebens, zumal Sauerstoff ein Schlüsselelement für das Leben, so wie wir es kennen, ist.
Der Sauerstoffproduktionsprozess auf Europa ist besonders interessant. Ionisierte Partikel, die von Jupiters mächtigem Magnetfeld ins All geschleudert werden, treffen auf die Eisoberfläche Europas. Diese Interaktion verursacht die Zersetzung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff, was potenziell den unterirdischen Ozean mit Sauerstoff anreichern könnte. Trotz dieser Sauerstofffülle bleibt die genaue Menge, die den Ozean erreichen könnte und zu einer lebensfreundlichen Umgebung beitragen würde, eine offene Frage.
Das Wassereis auf der Oberfläche Europas wird durch Radiolyse in O2- und H2-Moleküle gespalten. Das leichtere H2 befindet sich in einer umfangreicheren Region als das schwerere O2, das näher an der Oberfläche bleibt.
Die dargestellten Partikel sind O2 (blau), H2 (rosa) und die Ionen H2+ (grau).
Zukünftige Missionen versprechen, unser Verständnis von Europa und seiner Fähigkeit, Leben zu unterstützen, zu erweitern. Die NASA-Mission Europa Clipper, die für 2030 erwartet wird, zielt darauf ab, die chemische Zusammensetzung Europas genauer zu untersuchen und zu bestimmen, ob die Bedingungen tatsächlich lebensfreundlich sind. Parallel dazu wird die ESA-Mission JUICE Jupiter und drei seiner eisigen Monde erkunden und damit den Weg für neue Entdeckungen über das bewohnbare Potenzial dieser fernen Welten ebnen.
Die 2011 gestartete Juno-Sonde liefert weiterhin wertvolle Informationen über Jupiter und seine Monde, insbesondere Europa und Io, letzterer bekannt für seine intensive vulkanische Aktivität. Während Juno sich darauf vorbereitet, andere Ziele anzusteuern, bereichern die über Europa gesammelten Daten bereits unser Wissen über das jovianische System erheblich und nähren Spekulationen über die Möglichkeit von Leben jenseits der Erde.
Sauerstoffproduktion auf Europa: ein nicht-biologischer Prozess, der Fragen zum Leben im Universum aufwirft
Im Gegensatz zur Erde, wo Sauerstoff hauptsächlich durch Photosynthese, einen biologischen Prozess, der von Pflanzen, Algen und einigen Bakterien durchgeführt wird, produziert wird, erfolgt die Sauerstoffproduktion auf Europa, einem der Monde Jupiters, durch einen völlig anderen und nicht-biologischen Mechanismus. Diese grundlegende Unterscheidung wirft Fragen über die notwendigen Bedingungen für das Leben und die Formen, die es in außerirdischen Umgebungen annehmen könnte, auf.
Auf der Erde wandelt die Photosynthese Kohlendioxid und Wasser in Glukose und Sauerstoff um, mit Hilfe der Sonnenenergie. Dieser Prozess, der für das irdische Leben wesentlich ist, bereichert unsere Atmosphäre mit Sauerstoff und ermöglicht so die aerobe Atmung. Auf Europa hingegen impliziert das Fehlen direkten Sonnenlichts in seinem unterirdischen Ozean und das offensichtliche Fehlen von Pflanzen oder anderen Lebensformen, die zur Photosynthese fähig wären, dass der Sauerstoff eine andere Herkunft haben muss.
Im Detail ist der Mechanismus der Sauerstoffproduktion auf Europa das Ergebnis physikalischer Wechselwirkungen zwischen der eisigen Oberfläche des Mondes und der energetisch geladenen Raumumgebung, die ihn umgibt. Das starke Magnetfeld Jupiters, das ionisierte Partikel durch das jovianische System fegt, ermöglicht es diesen Partikeln, auf die Oberfläche Europas zu treffen. Der Aufprall dieser energetischen Partikel auf das Wassereis führt zur Dissoziation des Wassermoleküls (H2O) in seine elementaren Bestandteile, Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O), ein Prozess, der als Radiolyse bekannt ist.
Diese Sauerstoffproduktion ist also nicht das Werk lebender Organismen, sondern vielmehr das direkte Ergebnis von chemischen Reaktionen, die durch die Raumumgebung induziert werden. Der auf diese Weise erzeugte Sauerstoff ist frei, sich auf der Eisoberfläche Europas anzusammeln, und ein Teil davon könnte potenziell in den unterirdischen Ozean eindringen und zu einer chemisch reichen Umgebung beitragen.
Es ist wichtig zu beachten, dass, obwohl Sauerstoff für das Leben, wie wir es auf der Erde kennen, entscheidend ist, seine alleinige Anwesenheit, insbesondere wenn sie durch nicht-biologische Prozesse erzeugt wird, das Vorhandensein von Leben nicht garantiert. Die Möglichkeit, dass der unterirdische Ozean Europas jedoch genügend Sauerstoff ansammeln könnte, um Leben zu unterstützen, falls es existiert, bleibt ein Hauptinteressengebiet für Astrobiologen.
Die Entdeckung der Sauerstoffproduktion auf Europa erweitert unser Verständnis der Bedingungen, die förderlich für Leben jenseits der Erde sein könnten. Sie unterstreicht auch die Bedeutung der weiteren Erforschung der eisigen Welten unseres Sonnensystems, da sie Geheimnisse über die Bedingungen für das Entstehen und Aufrechterhalten von Leben im Universum bergen könnten.