Auf den ersten Blick gehört Europa nicht zu den Orten, an denen man nach Leben suchen würde. Der Jupitermond ist kleiner als unser Erdmond, seine Oberfläche besteht aus Wassereis, und die Temperaturen liegen weit unter dem Gefrierpunkt. Hinzu kommt die intensive Strahlung des riesigen Planeten, der nur rund 670.000 Kilometer entfernt über dem Himmel Europas stehen würde.

Doch gerade diese gefrorene Welt gilt heute als einer der interessantesten Orte bei der Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem. Denn unter Europas Eiskruste verbirgt sich nach allem, was wir bisher wissen, wahrscheinlich ein gewaltiger Ozean aus flüssigem Salzwasser.

Dort unten könnten Bedingungen herrschen, die wesentlich lebensfreundlicher sind als an der Oberfläche. Die entscheidende Frage lautet deshalb längst nicht mehr nur, ob Europa Wasser besitzt. Die Frage ist, was in diesem Wasser geschieht – und ob dort tatsächlich Leben entstanden sein könnte.

Was wissen wir über den Jupitermond Europa?

Europa gehört zusammen mit Io, Ganymed und Kallisto zu den vier großen Jupitermonden, die Galileo Galilei 1610 beobachtete. Mit einem Durchmesser von etwas mehr als 3.100 Kilometern ist Europa etwas kleiner als der Erdmond.

Sein auffälligstes Merkmal ist die ungewöhnlich helle und vergleichsweise glatte Oberfläche. Große Gebirge und alte Einschlagkrater sind selten. Stattdessen ziehen sich kilometerlange dunkle Linien, Brüche und Verwerfungen durch das Eis.

Schon die Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 lieferten Ende der 1970er-Jahre Bilder dieser seltsamen Landschaft. Wirklich spannend wurde Europa jedoch durch die NASA-Sonde Galileo, die zwischen 1995 und 2003 das Jupitersystem untersuchte. Ihre Messungen lieferten starke Hinweise darauf, dass unter der gefrorenen Oberfläche eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit existiert. Die plausibelste Erklärung dafür ist ein globaler Ozean aus salzhaltigem Wasser.

Heute gilt die Existenz dieses unterirdischen Meeres als sehr wahrscheinlich. NASA und ESA sprechen bei Europa deshalb von einer sogenannten Ozeanwelt.

Wie viel Wasser gibt es auf Europa?

Die Dimensionen des vermuteten Ozeans sind bemerkenswert. Obwohl Europa deutlich kleiner als die Erde ist, könnte sich unter seiner Oberfläche insgesamt etwa doppelt so viel flüssiges Wasser befinden wie in allen irdischen Ozeanen zusammen.

Das liegt daran, dass Europas Meer vermutlich den gesamten Mond umspannt und möglicherweise viele Dutzend Kilometer tief ist. Darüber befindet sich eine Eisschicht, deren genaue Dicke noch nicht ausreichend bekannt ist. Verschiedene Modelle reichen von vergleichsweise dünnen Bereichen bis zu einer Kruste von mehreren oder sogar einigen Dutzend Kilometern.

Damit wäre Europa von außen betrachtet eine vollständig gefrorene Welt, während sich darunter ein riesiges verborgenes Meer befindet.

Wie tief dieses Meer tatsächlich reicht und wie dick das Eis darüber ist, gehört zu den Fragen, die kommende Messungen wesentlich genauer beantworten sollen.

Warum friert Europas Ozean nicht vollständig zu?

Ein Ozean so weit von der Sonne entfernt müsste eigentlich längst gefroren sein. Europa erhält nur einen Bruchteil der Sonnenenergie, die auf der Erde ankommt.

Die entscheidende Wärmequelle liegt jedoch nicht über Europa, sondern in seinem Inneren.

Europa bewegt sich auf einer leicht elliptischen Umlaufbahn um Jupiter. Dabei verändert sich ständig die Stärke der gewaltigen Anziehungskraft des Planeten. Der Mond wird dadurch geringfügig gestreckt und wieder zusammengedrückt.

Diese sogenannten Gezeitenkräfte erzeugen Reibung und Wärme im Inneren Europas.

Zusätzlich beeinflussen andere große Jupitermonde seine Umlaufbahn. Dadurch bleibt die Bahn ausreichend unregelmäßig, um die Gezeitenerwärmung aufrechtzuerhalten.

Dieses Prinzip macht Europa für die Astrobiologie besonders interessant: Flüssiges Wasser könnte dort über sehr lange Zeiträume existiert haben, obwohl der Mond weit außerhalb der klassischen lebensfreundlichen Zone um die Sonne liegt.

Welche Bedingungen braucht Leben auf Europa?

Flüssiges Wasser allein beweist selbstverständlich kein Leben. Für biologische Prozesse werden zusätzlich geeignete chemische Ausgangsstoffe und Energiequellen benötigt.

Europa könnte zumindest einige dieser Voraussetzungen erfüllen.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass der Ozean in Kontakt mit einem felsigen Untergrund stehen könnte. Sollte Wasser mit Gestein reagieren, könnten dabei chemische Prozesse stattfinden, die Energie bereitstellen.

Auf der Erde existieren vergleichbare Systeme beispielsweise in der Umgebung hydrothermaler Quellen am Meeresboden. Dort leben ganze Ökosysteme unabhängig vom Sonnenlicht. Mikroorganismen gewinnen ihre Energie aus chemischen Reaktionen.

Ob auf Europas Meeresboden tatsächlich hydrothermale Quellen existieren, ist allerdings nicht nachgewiesen.

Auch Kohlenstoff spielt eine wichtige Rolle. Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop haben Kohlendioxid auf Europas Oberfläche nachgewiesen. Besonders interessant ist dessen Verteilung: Ein Teil des Materials scheint mit Regionen verbunden zu sein, deren Oberfläche geologisch vergleichsweise jung ist.

Das legt nahe, dass Kohlenstoff aus dem Inneren Europas oder möglicherweise sogar aus seinem Ozean an die Oberfläche gelangt sein könnte. Ein direkter Beweis für biologische Aktivität ist das jedoch ausdrücklich nicht.

Gibt es Sauerstoff im Ozean von Europa?

Auch Europas Oberfläche ist chemisch aktiv.

Jupiters starkes Magnetfeld schleudert energiereiche Teilchen auf den Mond. Treffen diese auf Wassereis, können Wassermoleküle zerlegt werden. Dabei entstehen unter anderem Sauerstoffmoleküle.

Ein Teil dieser Stoffe könnte theoretisch durch Prozesse im Eis irgendwann in den darunterliegenden Ozean gelangen und dort als chemischer Energielieferant dienen.

Wie viel davon tatsächlich das Meer erreicht, ist allerdings unklar.

Messungen der NASA-Sonde Juno haben inzwischen darauf hingedeutet, dass die Sauerstoffproduktion an Europas Oberfläche möglicherweise geringer ist als manche ältere Modelle angenommen hatten. Damit bleibt offen, wie stark oxidierende Stoffe zur möglichen Bewohnbarkeit des Ozeans beitragen.

Entscheidend ist ohnehin nicht eine einzelne Substanz. Für dauerhaft lebensfreundliche Bedingungen müsste ein funktionierender chemischer Kreislauf zwischen Wasser, Gestein und möglicherweise auch der Oberfläche existieren.

Wie dick ist das Eis auf Europa?

Diese scheinbar einfache Frage gehört zu den größten ungelösten Problemen.

Die Eiskruste könnte an manchen Stellen nur wenige Kilometer dick sein. Andere Modelle gehen von wesentlich größeren Mächtigkeiten aus.

Auf der Oberfläche finden sich chaotisch wirkende Landschaften, sogenannte Chaos-Terrains. Dort wurden große Eisblöcke offenbar verschoben, gedreht und teilweise wieder eingefroren.

Eine mögliche Erklärung sind lokale Bereiche mit relativ warmem oder teilweise geschmolzenem Eis unterhalb der Oberfläche.

Auch Europas lange Linien und Bruchsysteme zeigen, dass die Eiskruste keineswegs vollkommen starr ist. Sie wird durch die Gezeitenkräfte des Jupiter ständig belastet.

Wie intensiv Material zwischen Oberfläche und Ozean ausgetauscht wird, ist für die Frage nach möglichem Leben besonders wichtig. Je stärker dieser Austausch ist, desto leichter könnten chemische Stoffe in das Meer gelangen.

Gibt es Wasserfontänen auf Europa?

Eine besonders spannende Möglichkeit wäre, dass Europa gelegentlich Wasser oder Wasserdampf ins All schleudert.

Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop sowie ältere Messungen der Galileo-Sonde wurden als mögliche Hinweise auf solche Fontänen interpretiert. Einige Analysen lassen vermuten, dass zeitweise Material über der Oberfläche vorhanden war, das aus Wasser stammen könnte.

Die Ergebnisse sind jedoch nicht eindeutig.

Im Gegensatz zum Saturnmond Enceladus, dessen gewaltige Eisfontänen regelmäßig beobachtet werden, sind aktive Fontänen auf Europa bisher nicht zweifelsfrei bestätigt.

Sollten sie existieren, wären sie wissenschaftlich besonders wertvoll. Eine Raumsonde könnte Material untersuchen, das möglicherweise aus tieferen Schichten des Mondes stammt, ohne durch kilometerdickes Eis bohren zu müssen.

Wurde auf Europa schon Leben gefunden?

Nein. Bis heute gibt es keinen Nachweis von Leben auf Europa. Es wurden weder Mikroorganismen noch eindeutige biologische Moleküle oder andere allgemein anerkannte Lebensspuren entdeckt.

Europa gilt vielmehr als einer der Orte im Sonnensystem, an denen mehrere wichtige Voraussetzungen für Leben gleichzeitig vorhanden sein könnten: flüssiges Wasser, chemisch interessante Stoffe, Energiequellen und möglicherweise langfristig stabile Umweltbedingungen.

Das macht einen entscheidenden Unterschied.

Bewohnbar bedeutet nicht bewohnt.

Selbst wenn Europas Ozean hervorragende Bedingungen für Mikroorganismen bieten sollte, folgt daraus nicht automatisch, dass dort tatsächlich Leben entstanden ist.

Welches Leben könnte auf Europa existieren?

Falls Europa Leben besitzt, wären einfache Mikroorganismen die wissenschaftlich naheliegendste Vorstellung.

Solche Organismen könnten möglicherweise in vollständiger Dunkelheit leben und ihre Energie aus chemischen Reaktionen beziehen – ähnlich bestimmten Mikroben auf der Erde.

Vor allem irdische Lebensgemeinschaften in der Tiefsee zeigen, dass Sonnenlicht nicht zwingend notwendig ist. In der Nähe hydrothermaler Quellen können Mikroorganismen chemische Energie nutzen. Größere Organismen wiederum leben dort von diesen mikrobiellen Nahrungsketten.

Daraus folgt allerdings nicht, dass unter Europas Eis ähnliche Ökosysteme existieren.

Vorstellungen von Fischen, komplexen Meerestieren oder anderen größeren Lebewesen sind reine Spekulation. Dafür gibt es keinerlei Beobachtungsdaten.

Die wissenschaftlich entscheidende Frage beginnt sehr viel bescheidener: Könnten dort überhaupt biologische Prozesse stattfinden?

Warum ist Europa einer der besten Orte für die Suche nach außerirdischem Leben?

Europa verändert eine alte Vorstellung über lebensfreundliche Welten.

Lange Zeit konzentrierte sich die Suche vor allem auf Planeten, auf deren Oberfläche flüssiges Wasser existieren könnte. Europa zeigt jedoch, dass ein Himmelskörper möglicherweise auch weit entfernt von der Sonne einen dauerhaft flüssigen Ozean besitzen kann.

Die notwendige Energie stammt in diesem Fall nicht hauptsächlich vom Sonnenlicht, sondern aus Gravitationskräften.

Damit erweitert sich das mögliche Gebiet für Leben erheblich.

Auch andere Monde wie Enceladus, Ganymed und möglicherweise Kallisto besitzen unterirdische Ozeane. Solche Welten könnten im Sonnensystem keineswegs selten sein.

Das führt zu einer grundsätzlichen Frage: Vielleicht muss eine Welt gar nicht wie die Erde aussehen, um Leben ermöglichen zu können.

Was soll Europa Clipper herausfinden?

Die wichtigste neue Mission zur Erforschung Europas ist der NASA-Raumflugkörper Europa Clipper. Er startete am 14. Oktober 2024 und befindet sich auf dem Weg zum Jupitersystem.

Seine Ankunft bei Jupiter ist für 2030 vorgesehen.

Europa Clipper wird nicht in eine Umlaufbahn direkt um den Mond einschwenken. Stattdessen soll die Sonde Jupiter umkreisen und während ihrer Mission zahlreiche nahe Vorbeiflüge an Europa durchführen. Geplant sind rund 50 enge Begegnungen.

Dabei untersuchen verschiedene Instrumente unter anderem Europas Oberfläche, das Magnetfeld, die Zusammensetzung dünner Gas- und Staubteilchen in seiner Umgebung sowie den Aufbau der Eiskruste und des darunterliegenden Ozeans.

Ein Radar soll beispielsweise helfen zu klären, welche Strukturen sich im Eis verbergen und wie dick die Kruste in verschiedenen Regionen sein könnte.

Europa Clipper ist allerdings keine Mission, deren Hauptziel der direkte Nachweis von Leben ist.

Sie soll zunächst eine grundlegendere Frage beantworten: Gibt es auf Europa Orte, an denen die Bedingungen für Leben tatsächlich vorhanden sein könnten?

Wann erreichen Raumsonden Europa?

Europa Clipper soll das Jupitersystem 2030 erreichen.

Fast gleichzeitig nähert sich eine zweite große Mission: JUICE – der Jupiter Icy Moons Explorer der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Die Sonde wurde bereits im April 2023 gestartet.

JUICE untersucht mehrere große Jupitermonde, insbesondere Ganymed, aber auch Kallisto und Europa. Für Europa sind zwei nahe Vorbeiflüge vorgesehen.

Damit werden in den 2030er-Jahren erstmals seit langer Zeit wieder mehrere leistungsfähige Raumsonden die eisigen Monde des Jupiter detailliert untersuchen.

Europa Clipper und JUICE verfolgen unterschiedliche wissenschaftliche Schwerpunkte, ihre Daten dürften sich jedoch ergänzen.

Könnte Europa tatsächlich bewohnt sein?

Die wissenschaftliche Antwort lautet derzeit: Wir wissen es nicht.

Es gibt gute Gründe, Europa für potenziell bewohnbar zu halten. Ein globaler Ozean gilt als sehr wahrscheinlich. Energie durch Gezeitenkräfte ist vorhanden. Kohlenstoff und weitere für komplexe Chemie wichtige Stoffe wurden nachgewiesen oder werden erwartet. Möglicherweise findet zudem ein Austausch zwischen Oberfläche, Eis, Ozean und felsigem Untergrund statt.

Doch zwischen einer lebensfreundlichen Umgebung und tatsächlichem Leben liegt eine gewaltige wissenschaftliche Lücke.

Europa Clipper soll helfen, diese Lücke zumindest zu verkleinern. Die Mission könnte zeigen, wie der Ozean aufgebaut ist, welche Stoffe vorhanden sind und ob die chemischen und physikalischen Bedingungen biologischen Prozessen grundsätzlich erlauben würden, über lange Zeit zu bestehen.

Sollten die Ergebnisse besonders vielversprechend ausfallen, wäre der nächste Schritt irgendwann eine Mission, die gezielt nach biologischen Spuren sucht – möglicherweise direkt auf der Oberfläche, in ausgeworfenem Material oder eines Tages sogar unter dem Eis.

Bis dahin bleibt Europa eine Welt, die wir nur von außen kennen.

Unter ihrer gefrorenen Oberfläche könnte sich ein gewaltiger dunkler Ozean befinden, der seit Milliarden Jahren von der Außenwelt abgeschirmt ist. Ob dieses Meer nur Wasser, Mineralien und Chemie enthält oder irgendwann begonnen hat, lebendig zu werden, gehört zu den spannendsten offenen Fragen unseres Sonnensystems.

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Quellen
▪︎ NASA – Europa Clipper Mission und Europa Mission Science
▪︎ NASA/JPL – Europa Clipper Mission Overview
▪︎ NASA – Europa: Jupiter’s Ocean Moon
▪︎ European Space Agency – JUICE Mission und Jupiter’s Icy Moons
▪︎ European Space Agency – Webb-Beobachtungen von Kohlendioxid auf Europa
▪︎ Szalay et al., Nature Astronomy – Oxygen production from dissociation of Europa’s water-ice surface
▪︎ Howell et al., Nature Communications – NASA’s Europa Clipper: a mission to a potentially habitable ocean world
▪︎ Trinh et al., Science Advances – Entwicklung und mögliche Bewohnbarkeit von Europas Ozean