Ein japanisches Wissenschaftlerteam hat kürzlich auf dem arXiv-Preprint-Server eine Studie veröffentlicht, die die Nutzung der Raman-Spektroskopie zur Analyse von Ablagerungen aus den Oberflächenfontänen des Saturnmondes Enceladus vorschlägt, um den pH-Wert seines unterirdischen Ozeans unter dem Eis abzuschätzen. Diese Studie zielt darauf ab, neue Wege zur Bewertung der Bewohnbarkeit des unterirdischen Ozeans dieses Saturnmondes aufzuzeigen.
Die Forschenden simulierten die Umweltbedingungen auf der Oberfläche von Enceladus im Labor. Sie wählten verschiedene Karbonatlösungen mit unterschiedlichen pH-Werten aus, verdampften und froren diese in einer Vakuumkammer ein, um Salzablagerungen zu bilden, die das Fontänenmaterial nachahmen. Durch die Analyse der Proben mit einem konfigurierten Raman-Spektrometer, das für zukünftige Weltraummissionen simuliert wurde, konnte das Team erfolgreich spektrale Merkmale identifizieren, die verschiedenen pH-Werten (8-12) entsprechen. Karbonate entstehen durch die Wechselwirkung von Kohlendioxid mit Wasser und Gestein, und ihre Eigenschaften können genutzt werden, um auf die chemische Umgebung des Wasserkörpers zu schließen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Raman-Spektroskopie in der Lage ist, Karbonatminerale auf der Oberfläche von Enceladus zu identifizieren. Die Wissenschaftler schreiben in ihrer Arbeit: „Diese Ergebnisse zeigen, dass die Raman-Spektroskopie Karbonatminerale auf der Oberfläche von Enceladus identifizieren kann. Darüber hinaus könnte die qualitative Identifizierung von Karbonatmineralen an der Oberfläche helfen, den pH-Wert seines unterirdischen Ozeans abzuschätzen. Daher könnte ein Raman-Spektrometer ein wichtiges Analyseinstrument für die In-situ-Beobachtung von Oberflächenmaterial auf Enceladus werden.“ Diese Technik wurde bereits bei mehreren Planetenforschungsmissionen eingesetzt, beispielsweise bei Instrumenten an Bord des Mars-Rovers „Perseverance“.
Seit der Entdeckung von ausbrechenden Fontänen auf Enceladus im Jahr 2005 durch die Cassini-Sonde stehen sein unterirdischer Ozean unter dem Eis und sein potenzielles Bewohnbarkeitspotenzial im Fokus der Forschung. Die Fontänen enthalten Substanzen wie Wassereis und organische Moleküle und bieten somit ein Fenster zur indirekten Analyse der Ozeanzusammensetzung. Die hier vorgeschlagene Raman-Spektroskopie-Methode könnte, wenn sie in zukünftigen Erkundungsmissionen eingesetzt wird, eine genauere Bewertung der Ozeanumgebung ermöglichen, ohne dass eine Landung erforderlich ist.
Veröffentlichungsdetails: Autoren: Jun Takeshita et al., Titel: „Raman spectroscopy of Enceladus-analogue subsurface ocean salt deposits“, veröffentlicht in: arXiv (2025). Zeitschrifteninfo: arXiv
