Vielleicht haben wir bei unserer Suche nach dem Leben nach dem Falschen gesucht

Eine neue Studie besagt, dass wir aufhören müssen, auf Kohlenstoff in seiner Atmosphäre zu hoffen, wenn wir die notwendigen Bedingungen für Leben auf einem anderen Planeten schaffen wollen, geschweige denn für das Leben selbst. Vielmehr könnte das Fehlen oder zumindest das Fehlen von Kohlenstoff in der Atmosphäre ein Zeichen dafür sein, dass wir näher kommen.

Alles Leben auf der Erde hängt von fünf Elementen ab: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Phosphor. Unter diesen Elementen ist Kohlenstoff besonders wichtig.

Daher ist es sinnvoll, nach ihrer Anwesenheit in der Atmosphäre von Planeten Ausschau zu halten, von denen wir glauben, dass sie außerirdisches Leben beherbergen könnten. Ein multidisziplinäres Team glaubt jedoch, dass wir möglicherweise zu weit zurückgehen. Atmosphären mit sehr wenig Kohlenstoff könnten die Signale sein, nach denen wir suchen, dass der Planet eine gute Chance auf Leben hat.

Wasser, das aus Wasserstoff und Sauerstoff besteht, ist ein weiteres wichtiges Element, nach dem gesucht werden muss, allerdings nur, wenn es in flüssiger Form vorliegt. Professor Julian de Wit vom MIT ist Teil eines Teams, das vermutet, dass flüssiges Wasser und atmosphärischer Kohlenstoff nicht gut zusammenpassen.

„[A]Alle bisher besprochenen Funktionen [as indicators of life] De Wit sagte in einem Stellungnahme. „Jetzt haben wir eine Möglichkeit herauszufinden, ob es auf einem anderen Planeten flüssiges Wasser gibt. Dazu könnten wir in den nächsten Jahren gelangen.“

Planeten in einem bestimmten Sternensystem würden sich mit ähnlichen Mengen an Kohlenstoff bilden, sagen Forscher. „Wenn wir jetzt einen Planeten mit weniger Kohlenstoff sehen, muss er irgendwohin gegangen sein“, sagte Co-Autor Professor Amory Triwood von der Universität Birmingham. Schwerere Elemente könnten im Kern des Planeten eingeschlossen sein, aber dafür ist Kohlenstoff zu leicht. „Der einzige Prozess, der so viel Kohlenstoff aus der Atmosphäre entfernen kann, ist ein leistungsstarker Wasserkreislauf, an dem Ozeane aus flüssigem Wasser beteiligt sind“, fuhr Triaud fort.

Die Idee widerspricht unserer Intuition: Kohlenstoff in der Atmosphäre könnte ein Hinweis darauf sein, dass er an der Oberfläche reichlich vorhanden ist, was das Leben braucht. Ein kurzer Blick auf die Planeten auf beiden Seiten von uns zeigt jedoch, dass möglicherweise etwas dahinter steckt. Venus hat eine dichte Atmosphäre, die zu 96,5 % aus Kohlendioxid besteht, aber sie ist sicherlich nicht lebensfreundlich. Zwischen der rasanten globalen Erwärmung, die das Gas verursacht, und der Säure, die es erzeugt, ist Kohlendioxid das größte Problem.

Andererseits könnte das größte Hindernis für das Leben auf dem Mars darin liegen, wie dünn seine Atmosphäre ist, aber sie enthält hauptsächlich Kohlendioxid, sodass dort offenbar kein Kohlenstoffsignal zu finden ist.

Bis der Mensch auf den Plan trat, waren die Kohlendioxid- und Methankonzentrationen in der Erdatmosphäre hingegen sehr niedrig. Ein Teil des verlorenen Kohlenstoffs lauerte in den Körpern lebender Organismen. „Die Biologie, wie wir sie kennen, produziert nicht nur Chemikalien, sondern verbraucht sie auch“, stellen die Autoren fest. Vieles davon löst sich auch in den Ozeanen auf und setzt sich auf dem Meeresboden ab, wo es schließlich zu Gestein wird. Die Autoren geben an, dass dies in etwa der Menge entspricht, die in der Atmosphäre der Venus gefunden wurde.

„Wir glauben, dass, wenn wir einen Kohlenstoffabbau feststellen, dies wahrscheinlich ein starkes Zeichen für das Vorhandensein von flüssigem Wasser und/oder Leben wäre“, sagte De Wit. Zu viel Kohlendioxid hingegen wäre das, was das Team eine Biosignatur nennt.

Dies zu wissen wäre nicht von großem Nutzen, wenn wir den Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre eines Planeten nicht ermitteln könnten, aber das James Webb-Weltraumteleskop und kommende Teleskope können dies zunehmend tun, insbesondere für Planeten, die ihren Stern von unserem Standort aus passieren. „CO2 ist ein sehr leistungsstarker Beobachter im Infrarotbereich und kann in exoplanetaren Atmosphären leicht nachgewiesen werden“, erklärte De Wit. Die Autoren schlagen vor, dass die Sammlung von Daten von zehn Transiten für Planeten um die nächsten Sterne ausreichen sollte.

Wenn ein einzelner Planet wenig Kohlenstoff in seiner Atmosphäre hat, könnte dies auf eine Eigenart der Wolke zurückzuführen sein, aus der das System entstand. Wenn jedoch die Atmosphären von mehr als einem Planeten verglichen werden können, wie es Wissenschaftler mit TRAPPIST-1 hoffen, können die Diskrepanzen sehr aufschlussreich sein.

Allerdings sinkt dabei der Kohlendioxidgehalt₂ Es könnte ein Hinweis auf die Möglichkeit von Leben sein, wäre aber kein Beweis dafür, dass es sich entwickelt hat. Um dies zu erreichen, sind andere Biosignaturen erforderlich, und das Team schlägt vor, dass Ozon Priorität haben sollte. Ozon bezieht sich auf die ständige Auffüllung der Atmosphäre mit molekularem Sauerstoff, die ohne das Vorhandensein weit verbreiteten photosynthetischen Lebens schwer zu erklären ist. Andererseits, O₂ Obwohl Partikel in der Erdatmosphäre häufiger vorkommen, emittieren sie Strahlung in einem stärkeren Teil des Spektrums.

Die Studie ist veröffentlicht in Naturastronomie.