Warte mal, da unten gibt es einen Ozean?

Okay, lass mich dir ein Bild malen. Saturn hat diesen kleinen Mond namens Enceladus – etwa so groß wie Arizona – und seine Oberfläche sieht aus wie eine riesige Eisbahn. Aber das Entscheidende, das Wissenschaftler um den Schlaf bringt, ist: Unter all diesem Eis? Ein globaler Ozean. Und er schießt Materie ins All.

In der Nähe des Südpols weist die Eiskruste Risse auf, die wie Geysire wirken und Wasserdampf sowie Eisteilchen in die Leere hinausschleudern. Diese Partikel bilden schließlich den E-Ring des Saturn. Es ist ehrlich gesagt eines der surrealen Phänomene in unserem Sonnensystem – ein Mond, der im Grunde ein Schneeglobus ist, der ständig eruptiert.

Jahrelang haben Wissenschaftler diese winzigen Eiskörner untersucht, um zu verstehen, was in diesem verborgenen Ozean steckt. Ohne tatsächlich 20–30 Kilometer Eis durchbohren zu müssen. Die Cassini-Raumsonde hat uns diese harte Arbeit zwischen 2004 und 2017 abgenommen und Partikel mit ihrem Kosmischen Staubanalysator gesammelt.

Etwas passte nicht zusammen

Hier wurde es seltsam. Als Forscher 961 Eisteilchen analysierten, die reich an verschiedenen Salzen waren, erwarteten sie, ungefähr ähnliche chemische Zusammensetzungen zu finden. Immerhin stammten diese Körner alle aus demselben Ozean, oder?

Falsch.

Einige Körner waren mit Natriumchlorid (im Grunde Kochsalz) beladen. Andere wiesen hohe Konzentrationen an Carbonaten, Phosphaten oder Kaliumchlorid auf. Das allein ist nicht überraschend – Ozeane enthalten verschiedene Mineralien. Das wirklich Seltsame war? Chlorid und Carbonat traten fast nie gemeinsam in demselben Körnchen auf.

Wenn alles vor dem Gefrieren gleichmäßig vermischt wäre, würde man erwarten, dass sie manchmal gepaart auftreten. Aber das war nicht der Fall. Etwas anderes war im Gange.

Der Eiswürfel-Effekt

Hier wird es wirklich spannend (das Wortspiel ist absolut beabsichtigt).

Ein Team, darunter Forscher des Earth-Life Science Institute in Tokio, beschloss, die Ozeantropfen von Enceladus im Labor nachzubilden. Sie erzeugten winzige Tropfen – etwa 200 Mikrometer groß –, die die Hauptsalze enthielten, von denen man annahm, dass sie in diesem Ozean vorkommen. Dann froren sie diese unter verschiedenen Bedingungen ein und beobachteten, was geschah.

Die Ergebnisse waren augenöffnend.

Wenn die Tropfen langsam gefroren (etwa 10 Kelvin pro Minute oder weniger), trennten sich die verschiedenen Salze während des Gefriervorgangs voneinander. Sie bildeten getrennte Bereiche, ähnlich wie man verschiedene Schichten in einem langsam gefrorenen Eiswürfel aus Leitungswasser sehen kann.

Aber wenn dieselben Tropfen schnell gefroren? Die Salze blieben gleichmäßig vermischt.

„Was uns überraschte, war, dass die von Cassini beobachtete Vielfalt aus Tropfen hervorgehen konnte, die im Wesentlichen aus demselben Ozeanwasser stammten“, erklärte Professor Yasuhito Sekine. Die Vielfalt, die wir in diesen winzigen Eiskörnern sehen, bedeutet nicht, dass der Ozean selbst chemisch chaotisch ist. Es bedeutet nur, dass die Tropfen eine kompliziertere Reise hinter sich haben, als bisher angenommen wurde.

Eine lange, langsame Reise zur Oberfläche

Hier ist, was die Forscher im Inneren von Enceladus vermuten:

Ozeanwasser schießt nicht einfach gerade nach oben und ins All. Stattdessen bilden sich Tropfen, die sich langsam durch das Eisschlot-System bewegen und sich Zeit lassen. Während sie durch tiefere Schichten driften, gefrieren sie allmählich – langsam genug, dass alle verschiedenen Salze Zeit haben, sich in getrennte Bereiche zu trennen.

Näher an der Oberfläche wird es chaotischer. Das Gas beschleunigt, schmale Eiskanäle erzeugen Turbulenzen, und gefrorene Tropfen prallen mit hoher Geschwindigkeit gegen die Wände. Diese Einschläge zerschlagen die größeren gefrorenen Tropfen in viel kleinere Stücke.

Und hier ist der entscheidende Punkt: Jedes winzige Fragment stammt aus nur einem Bereich des ursprünglichen Tropfens. Ein Fragment könnte reines Natriumchlorid sein