Diese neue Form von Salzeis könnte auf den Monden des Sonnensystems existieren.

Durch die Komprimierung von Tafelsalz und Wasser haben Forscher eine neue Form von Salzeis geschaffen, die bislang noch nie beobachtet wurde. Mehr noch: Es könnte sich um dieselbe Substanz handeln, die in den salzigen Ozeanen der Eismonde des Sonnensystems, wie Europa oder Enceladus, zu finden ist!

Viele der eisigen Monde des Sonnensystems könnten unter ihrer riesigen Eisschicht einen gigantischen Ozean aus flüssigem Wasser beherbergen. Und auch wenn man sich dessen noch nicht sicher ist, gibt es neue Hinweise darauf, dass diese Ozeane salzig sein könnten! Allerdings ohne dass wir genau wissen, mit welcher Art von Salzwasser wir es zu tun haben. Denn die chemische Signatur, die von Monden wie Europa oder Enceladus stammt, stimmt mit keiner bekannten chemischen Substanz überein.

Heute kündigt eine neue Studie in Pnas eine Entdeckung an, die „eine Erklärung für das seit langem bestehende Rätsel des unidentifizierten Hydrats auf der Oberfläche von Eismonden bietet und ein besseres Verständnis ihrer Ozeane und ihres Potenzials für Bewohnbarkeit ermöglicht.“ Genauer gesagt ist es einem Forscherteam gelungen, zwei neue Kristalle aus Wasser und Salz zu erzeugen, die nur bei niedrigen Temperaturen und mittlerem und hohem Druck existieren und die möglicherweise mit den mysteriösen Salzverbindungen der Eismonde übereinstimmen! 

© Nasa – Io, Europa, Ganymed und Kallisto, die vier Hauptmonde des Jupiters: Europa, Ganymed und Kallisto sollen einen subglazialen Ozean besitzen.

Nie zuvor beobachtete Kristalle bilden sich unter hohem Druck.

Sie waren noch nie zuvor entdeckt worden, und doch bestehen sie aus einfachen Elementen, die auf der Erde im Überfluss vorkommen: Wasser und Natriumchlorid, das auch als „Tafelsalz“ bezeichnet wird! Diese Kristalle aus Wasser und Salz entstanden fast zufällig, indem Salzwasser zwischen zwei Diamanten auf das 25.000-fache des Atmosphärendrucks gepresst wurde. „Wir wollten messen, wie die Zugabe von Salz die Menge an Eis verändern würde, die wir erhalten könnten, da Salz wie ein Frostschutzmittel wirkt“, sagte Baptiste Journaux, Erstautor der Studie und Planetologe an der Universität von Washington, in einer Pressemitteilung. „Als wir den Druck erhöhten, sahen wir überraschenderweise, dass diese Kristalle, mit denen wir nicht gerechnet hatten, zu wachsen begannen. Das war eine sehr zufällige Entdeckung.“

Indem sie den Prozess unter dem Mikroskop beobachteten, gelang es den Forschern anschließend, die chemische Struktur dieser neuen Verbindungen zu beurteilen. „Der Druck bringt die Moleküle nur näher zusammen, so dass sich ihre Wechselwirkung ändert – das ist die Haupttriebfeder für die Vielfalt der Kristallstrukturen, die wir gefunden haben“, fuhr Baptiste Journaux fort. Und die beiden neu gebildeten Hydrate ähneln in keiner Weise den bisher bekannten: Eines besteht aus dreizehn Wassermolekülen auf ein Natriumchloridmolekül und das andere aus sieben Wassermolekülen auf ein Natriumchloridmolekül!

© Journaux et al., Pnas -Dieses Bild zeigt das neu entdeckte Hydrat, das zwei Natriumchloridmoleküle auf 17 Wassermoleküle enthält. Dieser Kristall hat sich bei hohem Druck gebildet, bleibt aber auch bei Kälte und niedrigem Druck stabil.

Eine mögliche Erforschung der Antarktis?

Es bleibt noch die Möglichkeit, die eisigen Monde aus nächster Nähe zu erkunden – und zwar live! Mehrere Missionen wollen sich dieser Aufgabe widmen, darunter die Esa-Mission Juice und die Nasa-Mission Europa Clipper. Letztere soll 2024 gestartet werden und 2030 um Jupiter herum ankommen.

In der Zwischenzeit könnte es einen Ort auf der Erde geben, an dem solche Hydrate existieren: die Tiefen der Antarktis! Tatsächlich blieb eines der beiden entstandenen Hydrate auch bei Erhöhung des Drucks stabil! „Wir haben festgestellt, dass es bei Standarddruck bis etwa minus 50 Grad Celsius stabil bleibt.“ “ Wenn Sie also einen sehr brackigen See haben, zum Beispiel in der Antarktis, der diesen Temperaturen ausgesetzt sein könnte, könnte dieses neu entdeckte Hydrat dort vorhanden sein“, schwärmt der Planetologe.

Denn unter den wenigen Kilometern Eis könnte sich Leben befinden, in flüssigen Ozeanen, die mehrere hundert Kilometer dick sind. Baptiste Journaux schloss: „Dies sind die einzigen planetaren Körper außer der Erde, auf denen flüssiges Wasser in geologischen Zeiträumen stabil ist, was für die Entstehung und Entwicklung von Leben von entscheidender Bedeutung ist.“ Sie sind meiner Meinung nach der beste Ort in unserem Sonnensystem, um außerirdisches Leben zu entdecken. Wir müssen daher ihre exotischen Ozeane und Innenräume untersuchen, um besser zu verstehen, wie sie entstanden sind, sich entwickelt haben und flüssiges Wasser in den kalten Regionen des Sonnensystems, so weit von der Sonne entfernt, halten können“. 

Redaktion: Futura, verfasst von Léa Fournasson.

Titelbild:© Nasa, JPL-Caltech, Seti Institute – Die roten Streifen, die auf der Oberfläche Europas beobachtet wurden, könnten durchaus einem der von den Forschern entdeckten Hydrate entsprechen

2.Abbildung:© Nasa 

3.Abbildung:© Journaux et al., Pnas