Eispartikel aus dem unterirdischen Ozean des Saturnmondes Enceladus könnten wertvolle Hinweise auf außerirdisches Leben liefern. Eine in Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, dass beim Gefrieren und Aufbrechen von Ozeanspray verschiedene Salze und organische Verbindungen in einzelnen Eiskörnern getrennt und konzentriert werden.
Unter einer dicken Eisschicht verbirgt sich auf dem Saturnmond Enceladus ein globaler Ozean aus flüssigem Wasser. An dessen Südpol schießen Fontänen aus Wasserdampf und winzigen Eiskörnern hunderte Kilometer hoch in den Weltraum und speisen den E-Ring des Planeten. Die NASA-Raumsonde Cassini, die im Jahr 2004 das Saturnsystem erreichte, flog mehrfach durch diese Fontänen und konnte Proben nehmen, ohne auf der Mondoberfläche landen zu müssen.
Wie die Eiskörner im Sprühnebel entstehen
Das Team untersuchte fast 1.000 einzelne, salzreiche Eiskörner, die das Cosmic Dust Analyzer-Instrument von Cassini aufgezeichnet hatte. Dabei zeigte sich eine unerwartet große Vielfalt in der Zusammensetzung der Partikel. Während einige Körner viel Natriumchlorid enthielten, dominierten in anderen Karbonate, Phosphate, Hydroxide oder kaliumhaltige Salze.
Um diesen Prozess nachzuvollziehen, kombinierten die Forschende Cassini-Daten mit Laborexperimenten, thermodynamischen Berechnungen und Modellen zur Tröpfchenkühlung. Dabei zeigte sich, dass beim langsamen Gefrieren von salzhaltigen Wassertröpfchen unterschiedliche Salze in verschiedene Bereiche wandern. Wenn diese gefrorenen Tröpfchen durch die Auslässe an die Oberfläche schießen, führt die Reibung an den eisigen Wänden zu einer Zertrümmerung in mikrometergroße Fragmente.
Die Bedeutung für die Suche nach außerirdischem Leben
Diese natürliche Vorsortierung könnte die Suche nach biologischen Spuren erheblich erleichtern. Nach Angaben der Forschenden erledigt Enceladus einen Teil der Arbeit, den Wissenschaftler sonst in irdischen Laboren aufwendig durchführen müssen. Die Ozeanbestandteile werden voneinander getrennt und gleichzeitig in einzelnen Partikeln konzentriert. Das bedeutet jedoch auch, dass ein einzelnes Korn nicht zwangsläufig den Durchschnitt des Ozeans widerspiegelt.
Das Sammeln vieler Partikel in einer einzigen Messung könnte die natürliche Trennung auslöschen und seltene Verbindungen verdecken. Demgegenüber bewahrt die Einzelkornanalyse diese wertvollen Informationen. Ähnliche physikalische Abläufe könnten erklären, weshalb bestimmte organische Verbindungen in nur einem Bruchteil der Eiskörner in erhöhter Konzentration vorkommen.
Kristalleinschlüsse und der Ausblick für künftige Missionen
Ergänzende Untersuchungen aus dem Herbst 2026 widmeten sich der Frage, wie Mineralien wie Natron – ein wasserhaltiges Natriumcarbonat – winzige Flüssigkeitsproben einschließen können. Bei Versuchen zeigte sich, dass größere Salzkörner beim Wachstum winzige Taschen der umgebenden Flüssigkeit einschließen. Solche Fluideinschlüsse könnten unter geeigneten Bedingungen chemische und biologische Spuren bewahren, auch wenn Natron auf Enceladus selbst bislang noch nicht eindeutig nachgewiesen ist.
Zukünftige Raumfahrtmissionen sollten nach Ansicht des Teams gezielt frisch abgelagerte, größere Eispartikel in der Nähe der südpolaren Austrittsstellen untersuchen. Dort kühlen die Partikel langsamer ab und bieten günstigere Bedingungen für die Bildung größerer Kristalle, deren eingeschlossene Proben vor energiereicher Strahlung geschützt sein könnten.
Nur durch die gezielte Analyse solcher Partikel ließe sich feststellen, ob der Mond tatsächlich biologische Signaturen aufweist, die in den tieferen Eisschichten des Himmelskörpers konserviert wurden.
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