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Sonnensystem: Ozean des Saturnmondes Titan nicht lebensfreundlich

Ein Forschungsteam wollte herausfinden, ob der vermutete Ozean auf Titan Leben hervorbringen kann. Einschläge von Asteroiden würden dabei eine Rolle spielen.



Der zweitgrößte Mond im Sonnensystem besitzt einen gigantischen Ozean, der scheinbar aber nicht lebensfreundlich ist. Eine Forschungsgruppe hat sich für diese Erkenntnis den größten Mond von Saturn angeschaut: Titan.

Titan ist in einen Smog aus Petrochemikalien gehüllt und seine Oberfläche besteht aus einer Suppe von organischen Molekülen, die Kohlenstoff enthalten. Zudem besitzt er einen unterirdischen Ozean wie andere Eismonde in unserem Sonnensystem – etwa wie bei den Saturnmonde Enceladus und Mimas oder den Jupitermonden Ganymed, Europa und Callisto.

Ein unterirdischer Ozean trotz bitterer Kälte an der Oberfläche

Dennoch ist Titan ein kalter Mond. Seine Oberflächentemperaturen sind nicht wärmer als -179 Grad Celsius. Aufgrund dieser kalten Bedingungen laufen chemischen Reaktionen für die Entstehung von Leben oder für Leben selbst nur sehr langsam ab.

Je näher man seinem Kern jedoch kommt, desto wärmer wird es. Deswegen wird in einer Tiefe von etwa 100 Kilometern (die genaue Tiefe ist unbekannt) auch ein Ozean vermutet. Dieser soll vom Volumen her zwölfmal so groß sein wie alle Ozeane auf der Erde zusammen. Da es auf Titan flüssiges Wasser zu geben scheint, wird in der Fachwelt auch angenommen, dass es dort etwa Leben oder zumindest die Bausteine für die Entstehung von Leben geben kann.

Eine internationale Forschungsgruppe sieht das anders. Unter der Leitung von der Planetenforscherin Catherine Neish von der Western University in Ontario (Kanada) wollten sie herausfinden, ob der Ozean des Titan und auch die Ozeane anderer Eismonde bewohnbar sein könnten.

Zu wenige organische Moleküle erreichen das Titanmeer

Die Gruppe ging zunächst davon aus, dass der Ozean des Titan nur dann bewohnbar sein kann, wenn ein großer Vorrat an organischen Molekülen von der Oberfläche in den Ozean gelangt. Dadurch würde eine präbiotische Chemie ermöglicht, die Leben hervorbringen und ernähren kann.

Solches organisches Material kann durch Kometeneinschläge in den Ozean gelangen. Solche Einschläge können das Oberflächeneis schmelzen, wodurch ein Pool mit flüssigem Wasser entsteht, der mit organischen Molekülen gefüllt ist. Da flüssiges Wasser dichter als Eis ist, sinkt es ab. Bisher wurde angenommen, dass etwa 65 Prozent – also ein Großteil der Schmelzablagerungen – bis zum Titanozean sinken.

Die Modellierungen der Forschungsgruppe ergaben jedoch, dass die Einschlagsrate nicht hoch genug ist, um genügend organisches Material in den Ozean des Titan zu bringen. Nach Schätzungen erreichen 7.500 Kilogramm der einfachsten Aminosäure (Glycin) jährlich den Ozean des Titan erreichen. Gerade einmal die Masse eines männlichen Afrikanischen Elefanten, verteilt auf einen Ozean, der ein Dutzend Mal so groß wie unsere Weltmeere ist.

Wie könnte dennoch Leben auf Titan entstehen?

Auch bei anderen Ozeanwelten stellt sich dieses Problem. Auf dem Jupitermond Europa gibt es beispielsweise nur sehr wenige organische Moleküle auf der Oberfläche. Jedoch könnte es dort hydrothermale Schlote am Meeresboden geben – nämlich dort, wo der Ozean mit dem felsigen Kern des Mondes in Kontakt kommt.

Diese Schlote würden alle Arten von Molekülen ausspucken und komplexe chemische Reaktionen auslösen, die Leben ermöglichen könnten. Mit dem Weltraumteleskop James Webb wurde kürzlich Kohlenstoff im Ozean von Europa entdeckt. Das identifizierte Kohlendioxid steigt aus dem Ozean auf die Oberfläche Europas auf.

Ähnliches könnte es also auch auf Titan geben. Jedoch stellt sich die Frage, ob diese organischen Stoffe aus dem Inneren für das Leben überhaupt nützlich sein könnten. Die Forschungsgruppe geht davon aus, dass es sich überwiegend um aromatische Verbindungen handelt. Aus denen lassen sich nur schwer Biomoleküle wie Aminosäuren bilden.

Dragonfly: Die geplante Erforschung von Titan

Um die Frage nach der Lebensfreundlichkeit des Titan-Ozeans zu beantworten, müssen jedoch Raumfahrtmissionen zu dem Mond des Saturn aufbrechen. Die amerikanische Raumfahrtbehörde Nasa arbeitet etwas an der Dragonfly-Mission: eine Hubschraubermission, die voraussichtlich im Jahr 2028 starten soll. Am Titan wird das Gefährt frühestens im Jahr 2034 ankommen.

Der Hubschrauber wird den Mond aus der Luft erkunden und landen, um Proben zur Analyse zu entnehmen. Es könnte einige potenzielle Landeorte geben. Das sind Einschlagstellen auf der Oberfläche, an denen sich flüssiges Wasser mit organischen Stoffen vermischte. Diese setzten möglicherweise eine komplexe Chemie in Gang, bevor die Stoffe vor Kälte erstarrten und untergingen.

Zur Studie

Die Studie wurde am 2. Februar 2024 in der Fachzeitschrift Astrobiology veröffentlicht: Organic Input to Titan's Subsurface Ocean Through Impact Cratering (Organischer Beitrag in den unterirdischen Ozean des Titan durch Einschlagskrater).

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