Eine Tiefseemission könnte wichtige Erkenntnisse für die Suche nach außerirdischem Leben liefern

May 10, 2023

Eine neue Mission wird die Tiefen des Ozeans erforschen, um das Sonnensystem zu verstehen.

Leben könnte aus einem Unterwasserschornstein entstanden sein, der vor Äonen versickerte. Wenn das wahr ist, könnte ein ähnlicher Aufbau auf Meereswelten in unserem Sonnensystem wie dem Jupitermond Europa oder dem Saturnmond Enceladus außerirdisches Leben hervorgebracht haben.

Diese Schornsteine ​​werden hydrothermale Quellen genannt. Wie durch ein Wunder existiert (und gedeiht) Leben in ihren extremen Umgebungen. Im Laufe mehrerer Jahrzehnte haben Wissenschaftler unglaubliche Entdeckungen über sie gemacht. Ein neues Projekt könnte es uns ermöglichen, diese Quellen wie nie zuvor zu untersuchen, indem wir das Labor ans Meer bringen.

InVADER, die Abkürzung für In-situ Vent Analysis Divebot for Exobiology Research, soll letztendlich aufdecken, ob hydrothermale Quellen der Ursprung des Lebens auf der Erde sind. Indem die Lasertechnologie auf den Meeresboden gebracht wird, können Messungen schneller, kostengünstiger und in mancher Hinsicht auch genauer sein.

Früher mussten Wissenschaftler Proben aus ihrer lokalen Umgebung fischen und über die Ozeane zu einem Labor transportieren, während Zeit und Entfernung die Proben verändern konnten.

„InVADER ist im Wesentlichen der erste Lasersensor, der in der Lage ist, die Felsen zu scannen, der in der Lage ist, die biologische Vielfalt zu analysieren … und der auch in der Lage ist, die Flüssigkeiten zu analysieren, die aus diesen Schornsteinen austreten“, Pablo Sobron, Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Forschungswissenschaftler des Instituts und InVADER-Projektleiter, erzählt Inverse.

Sobron ist derzeit an Bord der E/V Nautilus auf See und validiert die Instrumentierung von InVADER. Sobald diese erste Mission über dem Pazifischen Ozean abgeschlossen ist, wird InVADER für ein Jahr tägliche Beobachtungen vor Ort in der Nähe einer bekannten hydrothermalen Quelle vor der Küste Oregons bereit sein, sagt Sobron.

Laser Divebot, ein großer Teil der InVADER-Mission.

Vor fast einem halben Jahrhundert entdeckte ein Roboter-Mini-U-Boot namens Alvin etwas Bizarres mehr als 8.000 Fuß unter der Oberfläche des Pazifischen Ozeans. Als sein wissenschaftliches Begleitgerät ANGUS einen plötzlichen Temperaturanstieg in den ansonsten kalten Tiefen bemerkte, durch die es fuhr, überprüften Wissenschaftler die Fotos von ANGUS. Sie waren schockiert, dass es auf dem kargen Meeresboden in der Nähe einer bisher unentdeckten Wärmequelle zu wimmeln schien. Als Alvin näher kam, um die Sache zu untersuchen, entdeckte seine dreiköpfige Crew schließlich die erste hydrothermale Quelle.

Hydrothermale Quellen entstehen, wenn Wasser tief in Spalten in der Nähe von Verwerfungslinien tektonischer Platten eindringt und dort überhitzt. Durch das Gewicht des Ozeans kann das heiße Wasser nicht verkochen. Stattdessen bläht es sich auf und ab, wird durch das fast eiskalte Wasser um es herum erschüttert und setzt eine Reihe von Mineralien frei, die sich niederschlagen und die Lüftungsschlitze wachsen lassen, die wie hohe Kerzen aussehen, deren Wachs geschmolzen ist.

Seit der bedeutsamen Entdeckung im Jahr 1977 haben Forscher Roboterzangen angewiesen, biologische Proben, darunter große Muscheln und Röhrenwürmer, aus der Schornsteinumgebung zu entnehmen, damit sie in Labors analysiert werden können.

Im Jahr 1980 entdeckte Colleen Cavanaugh, dass Bakterien im Darm von Röhrenwürmern lebten, wo sie die Nebenprodukte der Hydrothermalquelle in Nahrung für die Würmer verwandelten, und das alles ohne Sonnenlicht. Aber die „heiße Suppe“, wie Sobron es nennt, ist immer noch ein großes Rätsel. In den Entlüftungsöffnungen, den sogenannten Mikrokanälen, befinden sich feine Röhren, in denen sich das Leben sehr schnell festsetzt, sagt er, was Wissenschaftler aus der Betrachtung von Proben unter dem Mikroskop wissen.

Aber im Ozean gibt es überall Leben, und es ist nicht bekannt, ob Schloten Leben anziehen, das bereits im tiefblauen Meer existiert, oder ob in den Schloten Bedingungen herrschen, unter denen sich möglicherweise einst spontan Leben gebildet hat.

Was Entlüftungsöffnungen über die Ursprünge des Lebens auf der Erde verraten könnten, könnte unsere Wahrnehmung der unterirdischen Ozeane tief unter den eisigen Hüllen mehrerer Monde des Sonnensystems verändern. Der Jupitermond Europa ist einer der besten Kandidaten für außerirdisches Leben, da sein aufgewühlter Untergrundozean in Kontakt mit einer darunter liegenden Gesteinsschicht steht, in der es möglicherweise Entlüftungsöffnungen gibt. Der Saturnmond Enceladus ist reich an Salzwasser, das von einer Reihe von Geysiren als Dampfwolken ausgestoßen wird.

Der Saturnmond Titan verfügt nicht nur über einen unterirdischen Ozean, sondern auch über stehende Flüssigkeitskörper und eine dunstige Atmosphäre. Der Jupitermond Ganymed ist der größte und robusteste Mond im Sonnensystem und verfügt sogar über eine eigene Magnetosphäre, eine Eigenschaft auf der Erde, die dazu beiträgt, Lebensformen vor schädlicher Strahlung zu schützen.

Wenn Leben einst spontan aus den hydrothermalen Quellen der Erde entstanden wäre, könnte es möglicherweise in den unterirdischen Ozeanen entstanden sein, die tief unter den eisigen Außenseiten dieser Monde des Sonnensystems verborgen sind. Vielleicht gibt es das Rezept für Leben nicht nur auf der Erde.

Zeichnung des Lebens rund um eine hydrothermale Quelle auf der Erde.

Das große Angebot von InVADER besteht darin, dass es Wissenslücken schließen kann. Die ständigen Messungen dieses Sealabors werden Aufschluss darüber geben, was in kürzeren Zeiträumen passiert, und dabei helfen, eine Vorstellung davon zu zeichnen, was bei anderen periodischen oder sporadischen Analysen möglicherweise übersehen wurde.

„Es gibt Kameras, die über Monate und Jahre hinweg auf Schornsteine ​​blicken. Das wissen wir. Es gab natürlich biologische Untersuchungen, chemische Untersuchungen mit bestimmten In-situ-Instrumenten, [aber diese] wurden nur mit einem einzigen durchgeführt.“ Zeit oder zwei Mal über Jahre im Abstand zwischen diesen Messungen“, sagt Sobron.

„Was uns also fehlt, ist die Kinetik, wie verändert sich die Dynamik davon, wissen Sie, auf täglicher Basis, auf wöchentlicher Basis, auf monatlicher Basis. [Im Jahr 2024] ist das das erste Mal, dass wir „Wir werden im Wesentlichen über ein Jahr lang täglich eine laborähnliche Analyse an einer Entlüftung durchführen können.“

Trotz allem, was wir über diese Schornsteine ​​wissen, gibt es vieles, das unbekannt ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn es um ein Leben in Extremsituationen geht. Aber angesichts der Extreme, die auf Meereswelten wie Europa und Enceladus zu finden sind, stehen wir erst am Anfang unserer Suche nach außerirdischem Leben.