Neue Computersimulationen haben gezeigt, dass hydrothermale Quellen mit niedriger Temperatur in den dunklen Meeresböden von Monden wie Jupiters Europa Milliarden von Jahren überleben könnten, während Astrobiologen herausfinden möchten, ob diese fremden Ozeane bewohnbar sein könnten.
Hydrothermale Quellen sind eine Quelle chemischer Energie und Wärme und einer der möglichen Orte für die Entstehung des Lebens auf der Erde. Land. Planetenforscher haben die Hypothese aufgestellt, dass hydrothermale Quellen am Meeresgrund unter dem Eis der Monde liegen der Jupiter Wie Europa und Ganymedund das Saturn Satelliten EnceladusEs könnte dazu beitragen, diese Ozeane zu erwärmen und die Biochemie des Lebens anzuregen.
Das Problem besteht darin, dass sich die Modellierung dieser Quellen auf Quellen mit sehr hohen Temperaturen konzentriert hat, die „schwarzen Raucher“, die ihre Energie aus vulkanischer Aktivität beziehen. Während diese superheißen Quellen Energie aus dem heißen Erdkern beziehen können, haben Eismonde keine heißen Kerne, was bedeutet, dass es fraglich ist, ob diese Quellen lange genug überleben können, um langfristige Bedingungen für Leben zu schaffen.
Allerdings sind überhitzte Quellen nicht die vorherrschende Form der Belüftung in den Ozeanen der Erde. Auf der Erde strömt eine viel größere Menge Wasser durch Entlüftungsöffnungen mit niedrigerer Temperatur.
„Der Wasserfluss durch Niedertemperaturentlüftungen entspricht, gemessen an der abgelassenen Wassermenge, allen Flüssen und Bächen auf der Erde und ist für etwa ein Viertel des Wärmeverlusts der Erde verantwortlich“, sagte Andrew Fisher vom Harvard Center für Umweltforschung. University of California, Santa Cruz (UCSC), in A Stellungnahme. „Etwa alle halbe Million Jahre wird das gesamte Volumen des Ozeans in den Meeresboden hinein und wieder herausgepumpt.“
Fisher leitete am USC ein Team, das die Ausbreitung solcher Niedertemperaturquellen modellierte Europa und Enceladus. Angesichts des Mangels an Meeresdaten dieser Satelliten stützte sich Fishers Team bei seinen Simulationen auf das Zirkulationssystem im nordwestlichen Pazifik, insbesondere auf die Ostseite des Juan-de-Fuca-Rückens, wo kaltes Meerwasser sinkt und in Felsen am Meeresboden fließt. Durch erloschene vulkanische Hohlräume, sogenannte Seamounts. Das Wasser wandert etwa 50 Kilometer durch die Felsen und erwärmt sich dabei, bevor es durch einen weiteren Seeberg aufsteigt.
„Das Wasser sammelt beim Fließen Wärme und kommt wärmer heraus als beim Fließen und mit einer völlig anderen Chemie“, sagte Christine Dickerson, Mitglied des Studienteams, ebenfalls von der University of California in San Francisco.
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Durch die Anwendung dieses Zirkulationsmodells auf Europa und Enceladus veränderten die Forscher Eigenschaften wie Schwerkraft, Temperatur, Grundgesteinszusammensetzung und Tiefe der Wasserzirkulation, um den wahrscheinlichen Bedingungen auf den Ozeanmonden besser zu entsprechen.
Sie fanden heraus, dass es nicht nur möglich war, auf diesen Monden über einen weiten Bereich von Bedingungen hinweg mäßig warme Quellen aufrechtzuerhalten, sondern dass die geringe Schwerkraft auch höhere Temperaturen ermöglichte, die von den Quellen ausgingen. Darüber hinaus würde die geringe Effizienz der Wärmegewinnung aus den Kernen der Monde (von denen zunächst angenommen wird, dass sie sehr kalt sind) bei geringer Schwerkraft ermöglichen, dass solche Entlüftungsöffnungen Milliarden von Jahren lang auf mäßigen bis niedrigen Temperaturen gehalten werden könnten.
„Diese Studie legt nahe, dass hydrothermale Niedertemperatursysteme – die nicht zu heiß für Leben sind – auf außerirdischen Ozeanwelten in ähnlichen Zeiträumen bestehen geblieben sein könnten, wie sie erforderlich sind, damit Leben auf der Erde entstehen kann“, sagte Fisher.
Die Studie wurde am 24. Juni veröffentlicht Zeitschrift für geophysikalische Forschung: Planeten.
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