In extraterrestrischen, gefrorenen Wasserozeanen, wie sie etwa unter der Oberfläche des Jupitermondes Europa vermutet werden, könnte Sauerstoff durch den Zerfall von Wasser entstehen, berichten Wissenschaftler des Pacific Northwest National Laboratory. O₂ wird als eine der Grundlagen von Leben angesehen, das sich mit geringer Wahrscheinlichkeit auf Eismonden des Sonnensystems entwickelt haben könnte.

In den Laborsimulationen des Teams um Greg Kimmel entstand O₂ dabei in einem vierstufigen Prozess über reaktive Sauerstoffatome, sobald hochenergetische Elektronen auf Eis treffen. Dies zeigten die Forscher bei Temperaturen von 30 bis 130 Kelvin in einer dünnen, auf einer Platinoberfläche angefrorenen Wassereisschicht, die sie für 30 bis 60 Sekunden mit Elektronen bombardiert hatten.

Der Beschuss löste die kovalenten Bindungen einiger Wassermoleküle und setzte dabei zunächst Hydroxylradikale frei. Zwei dieser Radikale formten dann Wasserstoffperoxid, das in einem dritten Schritt mit einem weiteren Hydroyxl-Radikal reagierte. Dabei enstand Wasser sowie ein instabiles HO₂-Molekül, welches durch einen weiteren Elektronen-Treffer Sauerstoff freisetzt. Nur der erste der Schritte erfolgt auch in tieferen Eisregionen, alle anderen nur an der Oberfläche, wo sich die Hydroxylradikale zu sammeln scheinen.

Die Forscher glauben damit, einen möglichen, wenn auch unerwarteten komplizierten Reaktionsweg zur Entstehung von Sauerstoff bei niedrigen Temperaturen gefunden zu haben. Untersucht werden muss noch, ob auf den Eismonden genug energiereiche Strahlung zur ausreichenden Sauerstoffproduktion eintrifft. Das Vorkommen der Eisozeane selbst gilt nach Analysen der Rotations- und und geomagnetischen Eigenschaften zumindest beim Jupitermond Europa als sicher.