De maan blijkt een veel complexer binnenste te hebben dan eerder gedacht. Maar of dit betekent dat er ook leven is…

In de zoektocht naar buitenaards leven zijn veel hoopvolle ogen gericht op Saturnus’ maan Enceladus. En dat is niet voor niets. De kleine maan mag dan wel een bijzonder ijzig oppervlak hebben; daaronder bevindt zich een vloeibare oceaan. Bovendien komen er uit scheuren in het ijzige oppervlak grote pluimen vrij die allerlei organische verbindingen bevatten. Door deze pluimen goed te bestuderen hopen onderzoekers meer over het binnenste van de maan te weten te komen om die ene prangende vraag te kunnen beantwoorden: is er leven op Enceladus?

Meer over de pluimen
Enceladus spuit regelmatig flinke waterpluimen de ruimte in. Hierbij wordt vloeibaar water afkomstig van de oceaan onder de ijskorst van de maan omhoog geschoten. Deze pluimen torenen soms honderd kilometer boven het oppervlak uit. Onderzoekers namen al eerder deze pluimen onder de loep om hun samenstelling te achterhalen. Destijds werd geconstateerd dat 98 procent van de pluimen uit water bestaat, ongeveer 1 procent is waterstof en de rest is een mix van andere moleculen, waaronder koolstofdioxide, methaan en ammoniak. Bovendien blijken de pluimen organische verbindingen te bevatten. Deze verbindingen die stikstof en zuurstof vervoeren, spelen een sleutelrol bij de productie van aminozuren: complexe moleculen die dienen als de bouwstenen voor eiwitten.

Het bestuderen van de kern van Enceladus is een belangrijk stukje van de puzzel. En de bijzondere pluimen kunnen belangrijke informatie onthullen. “Door de samenstelling te begrijpen kunnen we leren hoe de onderliggende oceaan eruitziet en of het omgevingen biedt waar leven zoals wij het kennen kan bestaan,” zegt onderzoeksleider Christopher Glein. In de studie bedacht het team een nieuwe techniek om de samenstelling van een pluim te analyseren, om op die manier de concentratie opgeloste CO2 in de oceaan te schatten. “Dat maakt het mogelijk om de processen die zich diep in het binnenste afspelen, te onderzoeken.”


Koolstofdioxide
De focus op koolstofdioxide is wat dat betreft belangrijk. “CO2 kan ons meer vertellen over de aard en geschiedenis van interacties tussen vloeistof en gesteente op Enceladus,” legt Glein aan Scientias.nl uit. “Dat komt omdat CO2 een reactieve chemische stof is voor gesteente over verschillende geologische tijdschalen.” Het team vond een overvloed aan CO2, waarschijnlijk veroorzaakt door chemische reacties op de oceaanbodem. Door deze informatie samen te voegen met eerdere ontdekkingen van silica en moleculaire waterstof, denken de onderzoekers dat de kern van Enceladus veel complexer en chemisch divers is dan gedacht. “We suggereren dat de kern bestaat uit een koolzuurhoudende bovenste laag en een binnenste dat bestaat uit het mineraal serpentiniet,” concludeert Glein. Dit mineraal wordt gevormd uit stollingsgesteente van de rotsachtige zeebodem die rijk is aan magnesium en ijzer.

Het binnenste van Saturnus’ maan Enceladus. Afbeelding: NASA/JPL-Caltech

Complex
De bevindingen zijn erg interessant. Het betekent namelijk dat de kern van Enceladus veel ingewikkelder in elkaar steekt dan tot nu toe gedacht. “De bevindingen vertellen ons dat de kern grote hoeveelheden CO2 heeft opgenomen,” legt Glein desgevraagd uit. “Dit proces staat ook wel bekend als koolstofvastlegging. Ik denk dat dit proces een grote invloed heeft uitgeoefend op de chemische evolutie van Enceladus.” De kern lijkt de koolstofdioxide in de oceaan door chemische reacties te beïnvloeden, waardoor het op de ijsmaan wemelt van de chemische activiteit.

Het bewijs dat Enceladus mogelijk leven herbergt lijkt zich dankzij deze studie verder op te stapelen. “De dynamiek tussen een complexe kern en zeewater kan mogelijk zorgen voor bepaalde energiebronnen die vervolgens weer leven kunnen ondersteunen,” zegt onderzoeker Hunter Waite. “Hoewel we nog geen bewijs hebben gevonden voor de aanwezigheid van microbieel leven in de oceaan van Enceladus, groeit het bewijs dat er bewoonbare omstandigheden onder de ijzige korst van de maan kunnen bestaan.” De Cassini-missie (zie kader) heeft ons al laten zien dat Enceladus veel essentiële ingrediënten voor leven bevat. Toch houden de onderzoekers een slag om de arm. “We moeten echter nog steeds zwavel- of fosforverbindingen of belangrijke metalen zoals ijzer detecteren,” benadrukt Glein. “Dat zijn enkele opwindende kwesties die prikkelen om terug te keren naar Saturnus’ maan.” Maar of we ook echt leven gaan vinden op Enceladus? “We weten het niet,” bekent Glein. “Die onzekerheid is echter helemaal niet erg. Het is eigenlijk een kans en een belangrijke reden waarom ik hoop dat we teruggaan naar Enceladus. Door te zoeken naar leven kunnen we namelijk ook nieuwe inzichten opdoen over de oorsprong van het leven.”


Over Cassini
Cassini werd in 1997 gelanceerd en draaide tussen 2004 en 2017 rond Saturnus. In die periode ontdekte de sonde onder meer geologische activiteit op de maan Enceladus en met methaan gevulde meren op Titan. Ook dook de sonde herhaaldelijk in het gat tussen Saturnus en zijn ringen – een primeur – om meer over de gasreus en de ringen te weten te komen. Het resulteerde onder meer in fantastische close-upfoto’s van de kleine maantjes die Saturnus rijk is. Halverwege september gaf NASA de sonde na bijna twintig jaar trouwe dienst opdracht om zich in de atmosfeer van Saturnus te boren. Een heel bewuste keuze: de brandstof van Cassini was op aan het raken en NASA wilde voorkomen dat de sonde stuurloos zou raken en op één van de potentieel leefbare manen van Saturnus zou crashen.