Kann das Leben auf Titan ohne Wasser gedeihen?

Neue Entdeckungen haben eine Möglichkeit, alte Definitionen zu durchkreuzen. Nehmen wir zum Beispiel das Konzept einer bewohnbaren Welt.

Die Standarddefinition einer "bewohnbaren Welt" ist eine Welt mit flüssigem Wasser an ihrer Oberfläche; Die "bewohnbare Zone" um einen Stern wird definiert als die Region Goldilocks - nicht zu heiß, nicht zu kalt - wo ein wässriger Planet oder Mond existieren kann.

Und dann ist da Titan. Saturns riesiger Mond Titan liegt etwa so weit von der Standarddefinition des Bewohnbaren entfernt, wie es nur geht. Die Temperatur an seiner Oberfläche schwankt um 94 Grad Kelvin (minus 179 C oder minus 290 F). Bei dieser Temperatur ist Wasser ein steinhart wie Granit.

Und doch glauben viele Wissenschaftler jetzt, dass das Leben einen Weg gefunden hat, Titan zu erobern. Wasser kann allesamt fest gefroren sein, aber Methan und Ethan sind Flüssigkeiten. In den vergangenen Jahren haben Instrumente der Cassini-Sonde der NASA und Bilder der Huygens-Sonde der ESA eine erstaunliche Welt mit einem vollständigen Flüssigkeitszyklus enthüllt, ähnlich wie der Wasserkreislauf auf der Erde, aber auf Methan und Ethan statt auf Wasser.

"Was Cassini tatsächlich auf Titan gefunden hat, war ab 2004 ein Methan-Ethan-Zyklus, der die Art des Wasserkreislaufs, den wir auf der Erde sehen, widerspiegelt", sagt Jonathan Lunine, der zur Zeit an der Universität von Rom Tor Vergata arbeitet die Universität von Arizona. Cassini hat Flüsse und Seen aus Methan-Ethan entdeckt, die Seen verdunsten zu Wolken, die Wolken regnen Kohlenwasserstoffe zurück auf die Oberfläche, fließen durch Flüsse und sammeln sich in Seen. Es ist die einzige Welt in unserem Sonnensystem außer der Erde, wo solch ein flüssiger Zyklus stattfindet. Es gibt einfach kein Wasser.

Aber es gibt viele Kohlenwasserstoffe. Methan und Ethan sind die einfachsten Kohlenwasserstoffmoleküle. Für sich genommen sind sie von begrenztem biologischem Interesse. Aber Kohlenwasserstoffe sind vielseitig: Sie können sich zu fantastisch komplexen Strukturen zusammenfügen. In der Tat bilden komplexe Kohlenwasserstoffe die Grundlage dessen, was wir Leben nennen. Man muss sich also fragen: Hat die Kohlenwasserstoffchemie auf Titan die Schwelle von unbelebter Materie zu irgendeiner Lebensform überschritten?

Eines ist sicher: Wenn es auf Titan Leben gibt, ist es nicht das Leben, wie wir es kennen. Es gibt keine Möglichkeit, dass das irdische Leben auf Titan hätte entstehen oder überleben können.

"DNA und RNA", sagt Lunine, "bilden Verbindungen, die Sauerstoff und Phosphor benötigen, und es gibt sehr wenig Sauerstoff im Titan-System." Und die Struktur der DNA hängt von flüssigem Wasser ab. "DNA bildet wegen ihrer wasserliebenden und wasserabweisenden Enden eine Helix." Das Leben auf Titan "müsste also andere Moleküle finden, die Informationen tragen."

Da Titan so kalt ist, ist die verfügbare Energie für den Aufbau komplexer biochemischer Strukturen begrenzt. Aber wie Lunine darauf hinweist, ist das nicht unbedingt ein Showstopper. "Wir haben nicht viel Erfahrung mit der Chemie, die bei diesen Temperaturen passieren könnte." Wir wissen nicht, was möglich ist.

Die Chance, eine Form des Lebens mit einer anderen chemischen Basis als das Leben auf der Erde zu entdecken, hat einige Forscher dazu gebracht, Titan als die wichtigste Welt zu betrachten, auf der man nach außerirdischem Leben suchen kann. In einer neueren Arbeit in der Zeitschrift Astrobiologie, Robert Shapiro, Professor für Chemie an der New York University, und Dirk Shulze-Makuch von der Washington State University bewerteten Titan als Untersuchungsziel mit höherer Priorität als gar den Mars.

Auf dem Mars und auf dem Jupitermond Europa und dem Saturnmond Enceladus konzentrieren sich die astrobiologischen Bemühungen auf die Jagd nach dem Leben auf Wasserbasis. Aber solch ein Leben, selbst wenn es gefunden wird, könnte einen einzigen Ursprung mit dem Leben auf der Erde geteilt haben, auf einer Welt begonnen haben und durch Meteoriten auf andere übertragen werden. Nicht so für Titan. Wenn es Leben auf Titan gibt, ist es getrennt vom Leben auf der Erde entstanden.

Nicht alle sind sich einig, dass Titan die Priorität ist. Die NASA und die ESA haben vor kurzem einer Jupiter-System-Mission den Vorzug gegeben, die Europa als nächste Flaggschiff-Mission zum äußeren Sonnensystem erkunden wird. Es kann Jahrzehnte dauern, bevor eine weitere große Mission zu Saturn und Titan fliegt.

Aber ein kleinerer und weniger teurer Lander, bekannt als Titan Mare Explorer (TiME), könnte bereits im Jahr 2015 starten und 2022 oder 2023 kommen. Ellen Stofan von Proxemy Research in Rectortown, Virginia, der Hauptforscher für die TiME-Mission , beschrieb den Lander als eine bojenförmige Kapsel, die in einem der nördlichen Seen des Titanen herunterspritzen und für mindestens zwei Titan-Tage (16 Erdentage) über seine Oberfläche schweben würde.

"Wir haben eine Reihe von Instrumenten an Bord. Das Wichtigste aus rein wissenschaftlicher Sicht ist ein Massenspektrometer", sagte Stofan. "Wir nehmen grundsätzlich einen Schluck von [dem See] Flüssigkeiten, mehrmals, und analysieren sie, um ihre chemischen Zusammensetzungen wirklich festzunageln. Wir wissen, dass es Methan gibt, wir wissen, dass es Ethan gibt", aber TiME würde komplexere organische (Kohlenwasserstoff) auflisten Verbindungen auch.

Wenn auf Titan Leben ist, kann es schwierig sein, es zu erkennen. "Ich erwarte nicht, dass Sie zu diesen Seen gehen und schöne fadenförmige Strukturen aus Zellen sehen, die makroskopisch groß oder leicht zu sehen sind", sagt Lunine, die Co-Forscherin für die geplante TiME-Mission ist. Die Hinweise könnten subtil sein. "Wir müßten nach besonderen Eigenheiten in der Zusammensetzung suchen, nach Kohlenwasserstoffen, die fehlen sollten, andere sollten häufiger vorhanden sein als erwartet.

Niemand weiß, was mit der organischen Chemie in der [Titan] Umgebung passiert, fügt Lunine hinzu. "Geht es um eine Art von Chemie, die wir Leben nennen können, aber in flüssigen Kohlenwasserstoffen funktioniert? Wir kennen die Antwort darauf nicht. Aber die Antwort ist tiefgründig." Denn wenn die Antwort ja lautet, bedeutet dies, dass der Ursprung des Lebens mehr als einmal stattgefunden hat."Wenn die Antwort ja ist, dann sagt es, dass das Leben ... ein gemeinsames Ergebnis der planetarischen Prozesse im Kosmos sein muss."

Wenn die Antwort ja ist, bedeutet das, dass wir nicht alleine sind.

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