Einer der Studienautoren sagte: Es gibt triftige Gründe für anhaltenden Optimismus. Die Aussicht auf außerirdisches Leben ist realistisch.
Neue Forschungen deuten laut NASA darauf hin, dass Saturns größter Mond eher matschige Eisschichten enthält als ein riesiges flüssiges Meer.
Damit gerät eine seit einem Jahrzehnt bestehende Theorie über einen verborgenen Ozean unter der Oberfläche von Saturns Mond Titan ins Wanken.
Statt eines gewaltigen unterirdischen Ozeans könnte Titan tiefe Schichten aus Eis und Matsch enthalten, ähnlich arktischem Meereis oder Grundwasserleitern, berichtet eine am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie. Das deutet darauf hin, dass sich darin Taschen mit flüssigem Wasser bilden, also Umgebungen, in denen Leben überleben könnte.
Forschende am Jet Propulsion Laboratory der NASA haben Cassini-Daten aus früheren Jahren neu ausgewertet und kommen zu Ergebnissen, die der verbreiteten Ozean-Hypothese widersprechen.
„Statt eines offenen Ozeans wie auf der Erde sehen wir wohl eher etwas, das arktischem Meereis oder Grundwasserleitern ähnelt. Das hat Folgen dafür, welche Art von Leben wir finden könnten, aber auch für die Verfügbarkeit von Nährstoffen, Energie und mehr“, sagte Baptiste Journaux, Assistenzprofessor an der University of Washington und Mitautor der Studie.
Journaux betonte, mögliche Lebensformen wären wohl mikroskopisch klein, und fügte hinzu: „Die Natur hat immer wieder gezeigt, dass sie weitaus kreativer ist als die fantasievollsten Wissenschaftler.“
Auf Titan wurden bisher keine Spuren von Leben gefunden. Mit rund 5.150 Kilometern Durchmesser ist er der zweitgrößte Mond im Sonnensystem. Titan besitzt eine dichte, dunstige Atmosphäre und ist neben der Erde der einzige bekannte Himmelskörper mit Flüssigkeit an der Oberfläche. Bei etwa minus 183 Grad Celsius ist diese Flüssigkeit jedoch Methan, nicht Wasser. Sie bildet Seen und fällt als Regen.
Ein fehlender Ozean klingt nach einem Rückschlag für die Suche nach Leben. Forschende sehen darin jedoch eher eine Erweiterung der Möglichkeiten. „sagte“ Ula Jones, Doktorandin in Journaux’ Arbeitsgruppe an der University of Washington, die an der Studie mitarbeitete: „Damit wächst die Bandbreite an Umgebungen, die wir als lebensfreundlich betrachten könnten.“
Die Forschenden fanden heraus, dass Süßwasser-Taschen auf Titan Temperaturen von 21 Grad Celsius erreichen könnten.
In solchen kleinen Wasserbecken wären Nährstoffe stärker konzentriert. Das könnte reichere Bedingungen für Leben schaffen als ein stark verdünnter Ozean. Wenn es Leben auf Titan gibt, dürfte es irdischen Polar-Ökosystemen ähneln.
Ein dynamisches Inneres
Erstautor Flavio Petricca, Postdoktorand am JPL, sagte, dass das Wasser unter der Oberfläche früher eingefroren sein könnte und nun wieder auftaut. Möglich sei auch, dass die Hydrosphäre des Mondes nach und nach komplett durchfriert.
Computermodelle zeigen, dass sich die Schichten aus Eis, Matsch und Wasser über mehr als 550 Kilometer in die Tiefe erstrecken. Eine äußere Eishülle von rund 160 Kilometern Dicke bedeckt darunterliegende Schichten aus Matsch und Wasserbecken, die noch einmal etwa 400 Kilometer hinabreichen.
Der Durchbruch gelang dank einer verfeinerten Analyse, wie Saturns Schwerkraft Titan beeinflusst. Titan ist an den Saturn gebunden und zeigt dem Planeten stets dieselbe Seite. Die Anziehungskraft verformt seine Oberfläche und lässt Beulen von bis zu neun Metern Höhe entstehen.
Bereits 2008 erklärten Forschende, nur ein riesiger Untergrundozean könne solche starken Verformungen erklären. Die neue Studie ergänzt jedoch ein entscheidendes Detail: die zeitliche Verzögerung.
Petriccas Team maß eine Verzögerung von 15 Stunden zwischen maximaler Gravitationswirkung und dem Anstieg der Oberfläche. Wie beim Rühren von Honig braucht es mehr Energie, um eine zähflüssige Substanz zu bewegen als Wasser. Ein flüssiger Ozean würde sofort reagieren. Die Verzögerung spricht für ein Inneres aus matschigem Eis mit Taschen aus flüssigem Wasser.
„Niemand hatte mit einer so starken Energiedissipation im Inneren von Titan gerechnet. Das war der entscheidende Beweis dafür, dass Titans Inneres anders ist, als frühere Analysen nahelegten“, sagte Petricca.
Journaux’ Labor für planetare Kryo-Mineralphysik an der University of Washington untermauerte die Ergebnisse, indem es die extremen Druckverhältnisse im Tiefeninneren von Titan im Experiment nachbildete.
„Die wasserhaltige Schicht auf Titan ist so dick, der Druck so enorm, dass sich die Physik des Wassers verändert. Wasser und Eis verhalten sich anders als Meerwasser hier auf der Erde“, sagte er.
Zweifel bleiben
Luciano Iess von der Sapienza-Universität Rom, dessen frühere Auswertungen der Cassini-Daten auf einen verborgenen Ozean bei Titan hindeuteten, ist von den neuen Ergebnissen nicht überzeugt.
Die Studie sei „zweifellos interessant und werde die Debatte neu beleben …“, schrieb Iess in einer E-Mail an AP, „doch derzeit reichen die verfügbaren Belege keinesfalls aus, um Titan aus der Familie der Ozeanwelten auszuschließen“.
Die geplante NASA-Mission Dragonfly mit einem Helikopter-ähnlichen Fluggerät, das noch in diesem Jahrzehnt zu Titan starten soll, dürfte mehr Klarheit über das Innenleben des Mondes bringen. Journaux gehört zum Team.
Die Mission soll 2034 bei Titan eintreffen und wäre nach Ingenuity, dem Mars-Helikopter, das zweite Fluggerät auf einer anderen Welt. Beobachtungen an der Oberfläche sollen zeigen, wo sich Leben verbergen könnte und wie viel Wasser Organismen zur Verfügung stünde. Journaux ist Teil des Missionsteams.
Titan reiht sich in eine Gruppe von Monden ein, unter deren Oberflächen Wasser vermutet wird. Ganymed, ein Mond des Jupiter, ist etwas größer als Titan und könnte einen Untergrundozean besitzen. Auch Saturns Enceladus und Jupiters Europa gelten als Wasserwelten; aus ihren gefrorenen Krusten schießen Geysire.
Saturn hat 274 bekannte Monde, damit die meisten im Sonnensystem.
Die Cassini-Mission startete 1997 und dauerte fast 20 Jahre. Sie umkreiste den Ringplaneten und untersuchte seine Monde, bevor die Sonde 2017 kontrolliert in Saturns Atmosphäre eintauchte.