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Astronomie|Physik

Kosmisches Rezept für Sauerstoff

Auf Eismonden wie dem Jupiter-Trabanten Europa könnte kosmische Strahlung molekularen Sauerstoff erzeugen ? das Gas, das die Entstehung von komplexem Leben auf der Erde erst ermöglichte. Allerdings sind für die Sauerstoff-Produktion mindestens vier Schritte nötig, berichtete Greg Kimmel vom Pacific Northwest Laboratory am Montag auf der Tagung der American Chemical Society in Atlanta.

Bislang war Planetenforschern nicht klar, ob Sauerstoff-Moleküle bei den kalten Temperaturen entstehen können, die auf Europa herrschen. Um das zu untersuchen, schossen Kimmel und seine Kollegen nun Elektronen im Vakuum bei Temperaturen zwischen minus 240 und minus 140 Grad Celsius auf einen dünnen Eisfilm, der sich auf einer Platin-Platte befand.

Sie stellten fest, dass sich an der Oberfläche des Eises tatsächlich Sauerstoff sammelte. Durch den Beschuss mit den energiereichen Elektronen bildete sich allerdings zunächst eine reaktive Verbindung aus Sauerstoff und Wasserstoff, das so genannte Hydroxyl-Radikal. Wie Kimmel berichtete, waren für die Sauerstoff-Produktion drei weitere Schritte nötig: Als nächstes verbanden sich zwei Hydroxyl-Radikale zu Wasserstoff-Peroxid (H2O2).

Anschließend reagierte das Wasserstoff-Peroxid mit einem weiteren Hydroxyl-Radikal, wobei zum einen Wasser entstand, zum anderen eine Verbindung aus zwei Sauerstoff-Atomen und einem Wasserstoff-Atom (HO2). Im letzten Schritt spaltete ein weiteres Elektron den Wasserstoff ab, so dass molekularer Sauerstoff (O2) übrig blieb. Wie Kimmel berichtete, entstanden die Hydroxyl-Radikale in der gesamten Probe. Anschließend wanderten die reaktiven Moleküle zur Oberfläche des Eisfilms, wo die Schritte zwei bis vier bevorzugt stattfanden.

Damit der so produzierte Sauerstoff in den tiefen Ozean auf Europa in gelangen könnte, müsste es im Inneren des Mondes Konvektionsströme geben, durch die Wärme nach außen abgeleitet wird. Wie auf einem Förderband könnte die sauerstoffreiche Eiskruste dann ins Innere des Mondes sinken. Der geologisch aktive Europa gilt als vielversprechend bei der Suche nach Leben, denn er könnte in einem flüssigen Ozean, der tief unter der Oberfläche vermutet wird, primitive Lebensformen beherrbergen.

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Ute Kehse
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