Mexikanische, amerikanische und britische Forscher haben durch Computersimulationen herausgefunden, dass man sich bei der Frage, ob ein Exoplanet Leben tragen könnte oder nicht, nicht allein auf die Detektion eines Gases verlassen kann. Sauerstoff, Ozon oder Methan können auch auf nicht-biologischem Wege in die Atmosphäre eines Planeten gelangen.
Ein Beitrag von Hans Lammersen. Quelle: NASA Astrobiological Institute/Virtual Planetary Laboratory.
Die Forscher simulierten dabei über einen Zeitraum von vier Jahren die atmosphärische Chemie außerirdischer Welten ohne Leben tausende Male, wobei sie die Zusammensetzung der Atmosphären und die Sterntypen der Muttersterne variierten. Viele Male fanden sie zum Beispiel am Ende der Simulationen, dass sich in der Atmosphäre Ozon gebildet hatte, obwohl kein Sauerstoff vorhanden war. In der irdischen Atmosphäre bildet sich Ozon entweder durch Spaltung von Sauerstoff, durch die Reaktion von Sauerstoff mit Stickoxiden oder bei Gewittern durch den Stromfluss zwischen Wolke und Erdboden. Das Vorkommen von Sauerstoff (genauer gesagt elementarem Sauerstoff) wiederum ist ein sehr guter Anzeiger von Leben auf einem Planeten, denn er wird von Lebewesen in die Atmosphäre eingebracht.
(Bild: NASA)
Da aus dem Sauerstoff Ozon entsteht, hielt man bisher Vorkommen von Sauerstoff oder Ozon in den Atmosphären von Exoplaneten für starke Hinweise auf Leben. Doch dies haben die Simulationen nun widerlegt. Auch nicht-biologische Prozesse können elementaren Sauerstoff und Ozon erzeugen, zum Beispiel, wenn ultraviolettes Licht eines Sterns Kohlendioxid aufbricht. Dadurch würde so viel Ozon erzeugt, dass man es auch auf große Entfernungen feststellen könnte. Auch Methan kann auf eine nicht-biologische Weise erzeugt werden: Vulkane auf dem Grunde eines Ozeans können Methan freisetzen.
Die Simulationen ergaben aber auch, dass das gleichzeitige Vorkommen von Methan und Sauerstoff ein belastbares Signal für Leben auf einem Planeten ist. Wenn beide gemeinsam in der Atmosphäre eines Planeten vorkommen, dann kann das Methan nur existieren, wenn es ständig nachgeliefert wird, denn das Methan würde sonst durch die Reaktion mit Sauerstoff schnell verbraucht. Auf der Erde sorgen Lebewesen (von Mikroorganismen bis zu Rindern) für die Entstehung neuen Methans. Doch bei solchen Reaktionen wird auch Sauerstoff verbraucht, so dass auch der Sauerstoff neu generiert werden muss – durch Lebewesen.
Die Wissenschaftler erhoffen sich von diesen Ergebnissen Aussagen darüber, welche Anforderungen an zukünftige Teleskope im Weltraum oder auf der Erde gestellt werden sollten um in Atmosphären Biomarker zu identifizieren.
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