Mysteriöses dunkles Material auf Europa könnte Meersalz sein
Laborversuche der NASA deuten darauf hin, dass das dunkle Material welches einige geologische Formationen auf dem Jupitermond Europa bedeckt, wahrscheinlich Meersalz aus einem unterirdischen Ozean ist, welches sich durch Einwirkung von Strahlung verfärbt hat. Die Präsenz von Meersalz auf Europas Oberfläche läßt darauf schließen, dass der Ozean in Interaktion mit einem felsigen Meeresboden steht. Dies ist eine wichtige Überlegung bei der Feststellung, ob der eisige Mond Leben unterstützen könnte oder nicht.
Diese Studie wurde in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht und ist online verfügbar.
„Wir haben viele Fragen über Europa und die wichtigste und am schwierigsten zu beantwortende ist jene, gibt es dort Leben? Forschungen wie diese sind wichtig, weil sie sich auf die Frage konzentrieren, ob Europa bewohnbar sein kann oder nicht“, sagte Curt Niebur, Outer Planets Programmwissenschaftler am NASA-Hauptquartier in Washington. „Sobald wir die Antwort haben, können wir die größere Frage angehen, wie das Leben im Meer unter Europas Eisschale aussehen mag.“
Seit mehr als einem Jahrzehnt haben sich die Wissenschaftler über die Natur des dunklen Materials, dass die langen linearen Frakturen und auch andere relativ junge geologische Strukturen auf Europas Oberfläche bedeckt, Gedanken gemacht. Die Verbindung mit jungem Gelände deutete darauf hin, dass dieses Material aus Europas Innerem eruptierte. Aber mit den nur begrenzt zur Verfügung stehenden Daten konnte die chemische Zusammensetzung nur schwer identifiziert werden.
„Wenn es nur Salz aus dem unterirdischen Ozean ist, wäre das eine einfache und elegante Lösung für das dunkle, geheimnisvolle Material“ sagte Kevin Hand, eine Planetenwissenschaftler am JPL.
Eines ist gewiss, dass sich Europa im mächtigen Magnetfeld Jupiters befindet, so dass Elektronen und Ionen mit der Intensität eines Teilchenbeschleunigers auf der Obefläche des Mondes einschlagen. Theorien versuchten die Natur des dunklen Materials zu erklären, indem sie diese intensive Strahlung als Teil des Prozesses sahen, der das dunkle Material verursacht hat.
Frühere Studien mit Daten von der Raumsonde Galileo und verschiedenen Teleskopen schrieben die Verfärbungen auf Europas Oberfläche Verbindungen zu, die Schwefel und Magnesium enthalten. Während die starke Bestrahlung des Schwefels für einige der Farben auf Europa verantwortlich zeichnet, zeigten neue Experimente, dass bestrahlte Salze die Farbe in den jüngsten Regionen der Mondoberfläche erklären könnten.
Um das dunkle Material zu identifizieren, erstellten Kevin Hand und sein Co-Autor Robert Carlson einen simulierten Fleck von Europas Oberfläche in einem Labor her um mögliche Kandidatenstoffe prüfen zu können. Für jedes Material wurden Spektren gesammelt, weil die Strahlung die das Material im reflektierten Licht aussendet, die Verbindungen widerspiegelt aus dem es besteht.
Die Forscher nennnen es „Europa in der Dose“, weil das Labor die Bedingungen auf Europas Oberfläche in Bezug auf Temperatur, Druck und Strahlenbelastung nachahmt. Die Spektren dieser Materialien können dann mit den gesammelten Daten der Raumsonde und von Teleskopen verglichen werden.
Für diese spezielle Forschung testeten die Wissenschaftler Proben von Natriumchlorid (Kochsalz) zusammen mit Mischungen von Salz und Wasser in einer Vakuumkammer, die Europas kalter Oberflächentemperatur von – 173 Grad Celsius entspricht. Dann beschossen sie die salzigen Proben mit einem Elektronenstrahl, um die intensive Strahlung auf der Oberfläche des Mondes zu simulieren.
Nach einigen zehn Stunden dem Ausgesetztsein einer solch rauen Umgebung, die einem Jahrhundert auf Europa entspricht, haben die Salzprob, die zuerst so wie Kochsalz weiß waren, eine gelblich-braune Farbe angenommen, ähnlich wie sie die Flecken auf dem eisigen Mond haben. Sie zeigten eine starke Ähnlichkeit mit der Farbe innerhalb der Frakturen auf Europa, die von der Galileo-Mission abgebildet worden sind.
Und je länger die Proben der Strahlung ausgesetzt waren, desto dunkler wurde die daraus resultierende Farbe. Kevin Hand meinte, dass Forscher diese Art von Farbvariationen zur Altersbestimmung geologische Merkmale und von ausgeworfenem Material herangezogen werden könnte.
Frühere Teleskop-Beobachtungen zeigten schon mysteriöse Hinweise auf die spektralen Merkmale, welche die Forscher jetzt in ihren bestrahlten Salzen gesehen haben. Aber kein Teleskop auf oder nahe der Erde kann den Mond Europa mit einem ausreichend hohen Auflösungsvermögen beobachten, um diese Merkmale identifizieren zu können. Die Forscher hoffen, dass dies durch zukünftige Beobachtungen mit einer Raumsonde zum Mond Europa erreicht werden kann.
17. Mai 2015/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
