Oberfläche, Atmosphäre und innerer Aufbau. Mögliche Lebenszonen und Lebensformen

Transkript

1 1

2 Allgemeines über Europa Oberfläche, Atmosphäre und innerer Aufbau Mögliche Lebenszonen und Lebensformen Zukünftige Missionen 2

3 X 740 Millionen Einwohner ca. 50 Länder Finanzmarkt instabil X 3

4 Entdeckung Galileo Galilei (1610) Namensherkunft griechische Mythologie Entfernung zu uns 5,203 AE (778,36 Mio. km) Entfernung zu Jupiter km Umlaufzeit 3,551 Tage Quelle: mnuexplore/viewlargeimage.cfm?id=bhc2700 4

5 Mittlerer Durchmesser 3121,6 km Mittlere Dichte 3,01 g/cm³ Exzentrizität 0.01 Bahnresonanz 2:1 Quelle: de.wikipedia.org/wiki/europa_(mond) 5

6 Pioneer 10 und Pioneer 11 (1970er) Voyager 1 und Voyager 2 (1979) Galileo ( ) Quelle: Quelle: catalog/pia01970 Quelle: catalog/pia

7 Allgemeines über Europa Oberfläche, Atmosphäre und innerer Aufbau Mögliche Lebenszonen und Lebensformen Zukünftige Missionen 7

8 Oberfläche besteht aus Eis eben, viele Furchen Oberflächentemperatur 110 K (-160 C) am Äquator 50 K (-220 C) an den Polen Albedo: 0.64 Oberflächenalter Mio. Jahre rötliche Färbung abgelagerte Mineralien z.b. Magnesiumsulfat Quelle: catalog/?idnumber=pia01180 Quelle: atalog/pia

9 Eisvulkan T < 100 K(-150 C) Quelle: gefrorene Substanzen im Mondinneren werden geschmolzen und drängen zur Oberfläche Methan, Kohlenstoffdioxid, Wasser oder Ammoniak wurde auf Europa noch nicht nachgewiesen 9

10 Lenticulae (Flecken) aufsteigendes warmes Eis Lineae (Furchen) Einschlagskrater Pwyll Quelle: Quelle: catalog/pia

11 beobachtet mit Hubble Space Telescope (HST) dünne O2-Atmosphäre (durch Radiolyse) Oberflächendruck 0.1 μpa Subduktion Quelle: Quelle: 11

12 Eisschicht Tiefe: ~10km Eisen-Nickel Kern felsiger Silikat-Mantel flüssiger Salzwasserozean Tiefe: ~100km induziertes Magnetfeld Verschiebung der Kruste tidal heating Quelle: Quelle: 12

13 Allgemeines über Europa Oberfläche, Atmosphäre und innerer Aufbau Mögliche Lebenszonen und Lebensformen Zukünftige Missionen 13

14 viele Astrobiologen glauben fest daran We ve spent quite a bit of time and effort trying to understand if Mars was once a habitable environment. Europa today, probably, is a habitable environment. We need to confirm this but Europa, potentially, has all the ingredients for life and not just four billion years ago but today. (Robert T. Pappalardo, 2006) 14

15 Leben auf der Oberfläche ist unwahrscheinlich niedrige Temperatur kein flüssiges Wasser Atmosphäre sehr dünn (kaum Absorption) Kein Schutz vor UV-/Röntgen-/Gammastrahlung Leben unter der Eisoberfläche? 15

16 G. Horneck, Alpbach

17 Wassereinschlüsse im Eis nahe der Oberfläche An der Grenze zwischen Eisdecke und Wasser Im Wasser zwischen Eisschicht und Gesteinsmantel An der Grenze zwischen Wasser und Gesteinsmantel Quelle: 17

18 Quelle: 18

19 Photoautotrophe Organismen? Licht als Energiequelle (Photosynthese) Aerobische Organismen? Leben, für das elementarer Sauerstoff (O2) benötigt wird Erinnerung: Subduktion Chemoautotrophe Organismen? Chemische Reaktionen als Energiequelle radiolytische Chemotrophen Hydrogenotrophe Organismen 2 H 2 + O 2 2 H 2 O Methanogenese : CO H 2 CH H 2 O 19

20 Hydrothermale Quellen am Grund der Tiefsee Schwarze/Weiße Raucher bilden ein eigenes Biotop Leben ist sonnenunabhängig! Lebensdauer ~20 Jahre Im Wasser gelöst: Eisen, Mangan, Kupfer und Zink Quelle: Quelle: nurp/nur04512.htm 20

21 Berechnung des Drucks: Tiefe: ~100km P h = ρ g h P Erde 2.5 km 24.7 MPa = 247 bar P Erde m MPa = 1088 bar P Europa 100 km MPa = 1315 bar Unbekannte Variablen: Temperatur des Wassers Salzgehalt des Wassers Nährstoffe etc. Überprüfung erfordert eine Probe 21

22 Allgemeines über Europa Oberfläche, Atmosphäre und innerer Aufbau Mögliche Lebenszonen und Lebensformen Zukünftige Missionen 22

23 Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) Juno (auch Jupiter Polar Orbiter) - NASA 2011 gestartet keine Erforschung der inneren Galileischen Monde Europa Jupiter System Mission EJSM (ESA + NASA) JUpiter ICy moon Explorer (JUICE) (ESA) geplanter Start: 2022 geplante Ankunft:

24 Quelle: 24

25 COSPAR Orbiter: Category III Lander: Category IV Sterilisation Problem: nukleare Energiequellen (RTGs) Aufheizen der Umgebung mission-end-scenario: Orbiter sollte kontrolliert in den Jupiter stürzen 25

26 Auf Europa gibt es: sehr sicher: flüssiges Wasser unter der Oberfläche sehr sicher: geologische Aktivitäten wahrscheinlich: Kryovulkanismus eventuell: Schwarze Raucher jedenfalls: Potential für Leben im Inneren Quelle: 26

27 Vortrag: Planetary Protection and Habitability Gerda Horneck, Alpbach 2012 Marion, Giles M.; Fritsen, Christian H.; Eicken, Hajo; and Payne, Meredith C. (2003). "The Search for Life on Europa: Limiting Environmental Factors, Potential Habitats, and Earth Analogues". Astrobiology. Retrieved Irwin, L. N.-M. (2011). Cosmic Biology: How Life Could Evolve on Other Worlds. Springer

28 28