Monde des Sonnensystems

Die Grundelemente der organischen Chemie: Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenstoff bilden mit Schwefel und Silizium die Hauptbestandteile interstellarer Gas,-und Staubwolken.  In riesigen verdichteten Ansammlungen von Gas und Staub entstehen Sterne, Planeten, Monde, Asteroiden und Kometen in solaren Urnebeln. Durch chemische Reaktionen entstehen komplexe organische Moleküle, die in Kometen und Asteroiden Materie eingeschlossen wurden, durch Einschläge auf die Planeten und einigen Mondoberflächen gelangten und beim Vorhandensein von Wasser und günstigen Umweltverhältnissen, die Entwicklung des Lebens fördern.

In unserem Sonnensystem ist nur die Erde der idealste Ort für eine Evolution des Lebens. Mit großer Wahrscheinlichkeit gelangten riesige Mengen an Wasser und organischen Molekülen nach der Phase der kosmischen Einschläge und dem Abkühlen der Erdoberfläche in die Urozeane.

Auch die Oberflächen der anderen Planeten und Monde wurden durch Wasser und organische Moleküle angereichert. Der innere Planet Merkur und die äußeren Planeten weisen Lebensfeindliche Umweltverhältnisse auf, die Leben unmöglich erscheinen lassen. Auf den beiden Nachtbar Planeten Venus und Mars könnten in der Frühphase für einige hundert Millionen Jahren Ozeane existent gewesen sein. Die abnehmende Rotationsgeschwindigkeit der Venus durch die Gezeitenkraft der Sonne und der extreme Treibhauseffekt der Atmosphäre heizten die Oberfläche auf, wodurch ein möglicher Ozean austrocknete und eventuelle Lebensspuren zerstört wurden.

Der Planet Mars verlor über Jahrmilliarden sein Magnetfeld und durch den Einfluss des Sonnenwindes den Großteil seiner Atmosphäre. Durch die Entgasung nahm die Dichte der Atmosphäre ab und ein wahrscheinlicher Ozean auf der Nordhalbkugel verdampfte, gefror als Permafrost, versickerte unter die Marsoberfläche. Durch den Verlust des Magnetfeldes wird die Oberfläche von UV- Strahlung die alles Leben zerstört getroffen. Flüssiges Wasser ist unter der Planetenoberfläche als Tiefenwasser vorhanden. Lebenspuren könnten als Fossilien in Gesteinsschichten oder als noch heute existierende Mikroben unter dem Permafrostboden existieren.

Einige Monde des Sonnensystems weisen besondere Eigenschaften auf die, die Entwicklung einfacher Lebewesen ermöglichen könnten. Die Raumsonden Pioneer 11 (1973-74), Yoyager 1-2 (1979-89), Galileo (1995-2003), erforschten die Gasriesen des äußeren Sonnensystems und ihre Monde. Die Bilder und Messwerte die, die Raumsonde Galileo zur Erde sendete enthielten eindeutige Hinweise auf das Vorhandensein riesiger Ozeane unter den Eisoberflächen der galiläischen Monde.

Die vier galiläischen Monde bewegen sich auf elliptischen Bahnen um Jupiter und werden durch die Gezeitenkraft des Gasriesen verformt. Die Oberfläche von IO ist geprägt von aktiven Vulkanismus und Schwefelablagerungen. Auf Europa, Ganymed und Kallisto entdeckte die Raumsonde Galileo deutliche Hinweise auf die Existenz von Ozeanen.

Seid Juli 2004 erforscht die Doppelsonde Cassini / Huygens das Saturnsystem, besonders den Mond Titan. Das Landemodul Huygens entdeckte Seen aus Methan und organische Moleküle die denen des Urozeans der Erde ähnlich sind.

Viele Monde sind kraterübersäte, ausgetrocknete  geologisch inaktive Welten, die über kein oder nur sehr wenig Wasser verfügen. Große Wasservorkommen und Hinweise auf Mineralien sind bisher auf den galiläischen Monden, organische Moleküle auf dem Saturnmond Titan und dem Neptunmond Triton nachgewiesen.

Die Eigenschaften dieser Monde erhöhen die Wahrscheinlichkeit im Sonnensystem auf außerirdisches Leben zu treffen. Würden Lebensspuren auf den Galiläischen Monden, Titan, Mars entdeckt, wäre dies ein Indiz für die Vermutung, das an jeden Ort innerhalb der Milchstraße und ähnlicher Galaxien, sich Leben entwickelt, wenn bestimmte Bedingungen und Verhältnisse gegeben sind.

 

 

 

Unter der eisigen fast kraterfreien Oberfläche des Mondes Europa, befindet sich ein tiefer Ozean. Die Raumsonde Galileo maß ein starkes Magnetfeld, das durch die elektrische Leitfähigkeit eines flüssigen mineralhaltigen Ozeans erzeugt wird. Die Eisoberfläche ist im Durchschnitt 100 km dick und besitzt Ähnlichkeit mit Arktischen Landschaften auf der Erde.

Durch Risse in der Eiskruste entstanden lange, dunkle und helle Bänder, die sich über die Oberfläche ziehen. 

Die Kruste brach auseinander und die Gräben wurden durch tieferes, wärmeres Eis aufgefüllt. Die Eisplatten bewegen sich ähnlich wie die Kontinentalplatten aus der Erde.

In der Nähe von Tiefsee Vulkanen auf der Erde existieren Lebewesen. Einige Forscher vermuten, das ähnliche Lebewesen in Europas Ozean existieren. Das Wasser des Ozeans ist möglicherweise sauerstoffreich, salzhaltig und enthält andere Mineralien, die als Energiequellen von Lebewesen genutzt werden können. Photosynthese könnte an der oberen Grenze des Ozeans, wo Eisschicht dünner ist von pflanzenähnlichen Lebewesen genutzt werden.

Im Inneren besitzt der Mond einen Eisenkern, umgeben von einen Silikatmantel, an dem sich ein Ozean anschließt, dessen Oberfläche eine gefrorene Eiskruste bildet.

Die Gezeitenkraft Jupiters könnte stark genug sein, einen Tiefsee Vulkanismus auf dem Ozeangrund zu bewirken, wodurch der Ozean erwärmt wird. Durch Asteroiden, Kometeneinschläge könnten organische Substanzen in dem Ozean gelangt sein und eine Evolution ausgelöst haben. Wärme, vulkanische Mineralien, Schwefelverbindungen könnten von einfachen Lebewesen zur Nährstoffversorgung genutzt werden.

 

 

Mit 5262 km Durchmesser ist Ganymede der größte Mond des Sonnensystems.

Die Oberfläche ist geteilt in eine ältere kraterreiche und eine jüngere Oberfläche mit Bergketten und Gräben durchzogene Region.

Durch Verschiebungen der Kruste floß Lava und Eis über Teile der Oberfläche.

Unter der Kruste befindet sich ein mehrere Hundert km tiefer salzhaltiger Ozean.

Ein teilweiser geschmolzener Eisenkern erzeugt ein Magnetfeld. Der Eisenkern ist von einem Silikatmantel umgeben an dem sich wahrscheinlich ein Ozean anschließt. Der Zerfall schwerer Elemente im Inneren, vielleicht auch Vulkanismus könnte den Ozean erwärmen und Wasser flüssig halten.

 

 

Kallisto ist mit 4821 km Durchmesser der drittgrößte Mond des Sonnensystems.

Die vier Milliarden Jahre alte Oberfläche ist völlig von Kratern überzogen. Im Inneren besteht der Mond aus einem Eis-Stein Gemisch. Unter der Eiskruste wird ein salzhaltiger Ozean vermutet. Kallisto besitzt keine Gebirge oder Gräben, alle geologischen Vorgänge scheinen schon sehr früh zum Stillstand gekommen zu sein.

 

 

 

Die Oberfläche des Mondes Io ist geprägt von aktiven Vulkanen, Vulkanhügeln, Lavaströmen, farbigen Schwefelablagerungen. Io besitzt einen Durchmesser von 3643 km und bewegt sich auf einer nahen kreisförmigen Bahn um Jupiter. Die Nähe zu Jupiter und den beiden Monden Europa und Ganymede hat Auswirkungen auf die innere Struktur.

 

Die Gravitationskraft beider Monde, die extrem starke Gezeitenkraft des Jupiter erzeugen einige hundert Meter hohe Gezeitenberge.Unter der dünnen Kruste wird der Silikatmantel erhitzt und aufgeschmolzen, wodurch die vulkanische Aktivität des Mondes über Milliarden Jahre erhalten blieb. Gase und Partikel der vulkanischen Eruptionen steigen hunderte Kilometer hoch, werden von Io weggetrieben, in Richtung zu den kleinen inneren Monden.

 

Metis, Adrastea, Thebe, Amaltea haben eine unregelmäßige Form. Ihre Bahnen liegen innerhalb der dünnen Ringe. Io´s vulkanische Partikel treffen auf die Oberflächen der kleinen Monde und lösen Teilchen ab die, die Jupiterringe bilden.

 

 

Triton der größte Mond des Neptun, umläuft den Planeten entgegen der Rotationsrichtung und ist vermutlich ein Kleinplanet der von Neptun eingefangen wurde. Die Oberflächentemperatur beträgt –235° C. Bei dieser Temperatur ist Stickstoff gefroren.

 

Dicht unter der Oberfläche befinden sich Blasen aus Stickstoffeis, das durch das Sonnenlicht erwärmt wird und explosionsartig verdampft. Fontainen aus Stickstoff Geysiren steigen 8 km hoch und ziehen sich 100 km in die Länge. Der Stickstoff lagert sich langsam auf der Oberfläche ab und bildet netzförmige Strukturen.

 

 

 

Die Landung von Huygens auf den Saturnmond Titan ( European Space Agency )

http://www.esa.int/spacecraftops/ESOC-Article-fullArticle_par-33_1103125842956.html

 

Die helle Region Xanadu auf Titan ( European Space Agency )

http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?b=b&type=I&mission=Cassini-Huygens&single=y&start=129

 

Bilder der Mondoberfläche ( European Space Agency )

http://esamultimedia.esa.int/docs/titanraw/index.htm

 

Titan ( California Institue of Technology)

http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/flash/Titan/index.html

 

 

Titan

 

Der Ringplanet Saturn wird von einer Vielzahl Monde mit unterschiedlichen Eigenschaften umkreist. Einige kleine Monde beeinflussen das Ringsystem, bewirken die Cassini und Enke Teilung im Ring des Planeten.

 

Außerhalb der Ringe bewegen sich eisig gefrorene Welten von unterschiedlicher geologischer Vielfalt. Die bisher entdeckten Monde bestehen größtenteils aus Wasser, das steinhart gefrorene, kraterübersäte Mondoberflächen bildet. Minas eisige kraterübersäte Oberfläche ist geprägt von einem 130 km großen Einschlagkrater, der Anfang des 19. Jahrh. von Wilhelm Herschel entdeckt wurde.

 

Am Südpol des kleinen eisbedeckten Mondes Enceladus beobachtete die Raumsonde Cassini / Huygens Eisvulkanisnus, dessen Ursache die Gezeitenreibung mit dem Mond Dione ist. Aufsteigende gefrorene Eispartikel bilden den dünnen E -Ring des Saturns. Die Gezeitenkräfte und der aktive Vulkanismus erwärmen möglicherweise einen Ozean unter der Eisoberfläche, wo die Voraussetzung für Leben gegeben sein könnte.

 

1655 entdeckte der Astronom Christiaan Huygens, im Saturnsystem den zweitgrößten Mond des Sonnensystems. Titans Durchmesser beträgt 5150 km und ist größer als der Planet Merkur. Die dichte Atmosphäre aus Stickstoff, Methan, und Argon war lange Zeit für Teleskope und Raumsonden undurchdringbar. Oberflächendetails blieben verborgen.

 

Ende Juni 2004 erreichte die Doppelraumsonde der NASA und ESA, Cassini / Huygens den Saturn. Für den 14.1.2005 war die Landung der Sonde Huygens auf den Titan vorgesehen. Im Juli 2004 flog die Sonde erstmals in 350 000 km Entfernung an Titan vorbei.

 

Auf den Mond wurden in der Vergangenheit vielfältige organische Verbindungen vermutet, die denen der Urozeane der Erde vor mehr als 4 Milliarden Jahren ähnlich sind. Voyager 1 entdeckte Anfang der 1980. Jahre Hinweise auf organische Verbindungen in der Atmosphäre, das Vorhandensein von Seen aus organischen Molekülen, gefrorene Landmassen und aktiven Vulkanismus. Viele Vermutungen und Hinweise der Voyager Mission, wurden durch die Cassini / Huygens Mission von 1996 bis heute bestätigt.

 

Cassini entdeckte in der Nähe des Südpols Methanwolken, die auf einen erdähnlichen Wetterkreislauf hindeuten. Vulkanähnliche Strukturen deuten auf das Vorhandensein von Eisvulkanisnus hin, wodurch Methan in die Atmosphäre gelangt und als Methan oder Eisregen auf die Oberfläche fällt. Kohlenwasserstoff Verbindungen sammeln sich in verzweigten Flusssystemen, die in Seen fließen.

 

Die Oberflächentemperatur beträgt –178° C.  Wasser kommt nur im gefrorenen Zustand vor. Unter der Oberfläche könnte es, wie bei den Galileieschen Monden flüssiges Wasser geben, möglicherweise heiße Quellen. Auf der Erde entwickelten sich die ersten Lebewesen vor mehr als 3,8 Milliarden Jahren in der Umgebung heißer vulkanischer Quellen. Cassini entdeckte Domähnliche Strukturen, die auf vulkanische Aktivitäten hindeuten.

 

Am 14.1. 2005 landete die Sonde Huygens durch Fallschirme gebremst, nach etwa 2,5  Stunden auf der Oberfläche. Die Sonde überflog eine Hochebene und landete auf festen feuchten Boden, wodurch sie länger als erwartet Daten senden konnte. Huygens fand Hinweise auf Flussläufe, Kohlenwasserstoffe, Eis, Küsten und Seen.

 

Die perfekte Landung der Sonde und die große Menge an Daten und Bildern die zu Erde übermittelt wurden, war einer der größten Erfolge in der Geschichte der Raumfahrt. Am 26.10.2004 flog die Sonde in einer Distanz von 1200 km an Titan vorbei und übermittelte eine große Datenmenge zur Erde.

Von einigen Gebieten auf der Oberfläche konnten erste Radaraufnahmen gemacht werden, die einen ersten Eindruck von der Oberfläche geben.

 

Auf den ersten Aufnahmen waren gerade Linien erkennbar, die Spalten in der Eiskruste sein können. Gewundene lange Linien, die sich durch dunkle Gebiete schneiden sind wahrscheinlich Gebirgskämme oder Gräben. Große dunkle kreisförmige Ringe, haben Ähnlichkeit mit frischen Einschlagskratern. Einige Strukturen deuten auf fließende oder zähflüssige Kohlenwasserstoffe hin. Andere Strukturen könnten Windablagerungen oder Methanschnee Ablagerungen, die mit organischen Substanzen vermischt sind sein.

 

Im Mai 2007 fotografierte Cassini auf der Nordhalbkugel in polaren Breiten Küstenlinien, Flusssysteme und große Seen, die aus flüssigen Kohlenwasserstoffen bestehen. In den folgenden Jahren entdeckte die Sonde während ihrer Vorbeiflüge, Spuren von Einschlagskratern, Sanddünen ähnlich der Namibia Wüste, Gebirgsketten die durch tektonische Faltungen entstanden sind und deutliche Hinweise auf die Existenz von Eisvulkanisnus. Das hellreflektierende Hochplateau Xanadu ist mit gefrorenen Wassereis überzogen. Die Entstehung des Plateaus ist ungeklärt.

 

Titan scheint der zweite Ort im Sonnensystem zu sein, auf denen die Grundbausteine des Lebens im gefrorenen Zustand vorhanden sind. Die Vielzahl an wissenschaftlichen Daten deutet auf eine Welt hin, die mit der Urerde vergleichbar ist. Nur die niedrige Durchschnittstemperatur verhinderte die Entstehung von Leben.

 

 

Hans G.

http:www.journeytospace.de