Wie das Team um Professor Anders Johansen vom GLOBE Institute an der Universität Kopenhagen aktuell im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.abc0444) berichtet, ist flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten die Grundvoraussetzung für die Entstehung von Leben – zumindest so, wie wir es von der Erde kennen. Bislang galt es als kaum möglich, die Wahrscheinlichkeit für Wasser-Planeten vorherzusagen, weil Planetenwissenschaftler davon ausgingen, dass das Wasser selbst erst durch zufällige Einschläge von wasserhaltigen Asteroiden und Kometen auf die Erde gelangte.
In ihrer Studie zeigen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen nun allerdings, dass Wasser vermutlich schon während der Planetenentstehungsphase selbst vorhanden war. Konkret zeigt die Studie dies für die Planeten Erde, Venus und Mars.
„Alle Ergebnisse legen nahe, dass Wasser bereits von Beginn an zu den Grundbausteinen unseres Planeten gehörte“, erläutert Johansen und führt dazu weiter aus: „Da Wasser-Moleküle im Universum sehr häufig sind, besteht eine durchaus nachvollziehbare Wahrscheinlichkeit dafür, dass dies auch auf für alle anderen erdartigen Planeten im Sonnensystem zutrifft. (…) Ob sich das Wasser dann in flüssiger Form auf der Oberfläche eines Planeten halten kann, ist dann nur noch eine Frage des Abstandes zu seinem Stern.“
In ihren Computermodellen haben Johansen und Kollegen berechnet, wie schnell und aus welchen Grundbausteinen Planeten entstehen. Die Ergebnisse legen nahe, dass Venus, Erde und Mars vor rund 4,5 Milliarden Jahren durch sogenannte Akkretion zunächst aus millimetergroßen Staubpartikeln aus Eis und Kohlenstoff entstanden, von denen bekannt ist, dass sie einst alle jungen Sterne in der Milchstraße umkreist haben.
„Bis zu jenem Zeitpunkt, an dem die Erde auf ein Prozent ihrer heutigen Masse angewachsen war, wuchs unser Planet, in dem er Massen an eis- und kohlenstoffhaltigen kieselsteingroßen Brocken ansammelte“, erläutern die Forschenden. „Danach wuchs die Erde schneller und schneller, bis sie nach rund fünf Millionen Jahren ihre heutige Größe erreicht hatte. Auf diesem Weg stieg die Oberflächentemperatur deutlich an, was das Eis in besagten „Kieseln“ auf dem Weg zur Oberfläche zum Verdampfen brachte und schlussendlich dazu führte, dass rund 0,1 Prozent der Masse unseres Planeten aus Wasser besteht, das rund 70 Prozent der Erdoberfläche bedeckt.“
Mit den neuen Berechnungen bestätigen die Wissenschaftler ihre eigene Studie, die sie vor rund 10 Jahren gemeinsam mit Kollegen der Universität von Lund unter der Bezeichnung „pebble accretion“ (Kiesel-Akkretion) dargelegt hatten.
Wie Anders Johansen weiter erläutert, wurden Wassermoleküle (H2O) bereits überall in unserer Heimatgalaxien entdeckt, was die Möglichkeit eröffne, dass auch andere Planeten auf die gleiche Weise entstanden sind wie Erde, Mars und Venus: „Alle felsigen Planeten in der Milchstraße könnten aus den gleichen Grundbausteinen entstanden sein. Das bedeutet dann aber auch, dass sie alle (proportional) die gleiche Menge an Wasser und Kohlenstoff besitzen wie unsere Erde. Dann wäre auch die Anzahl jener Planeten, auf denen dann auch noch die richtigen Temperaturen für flüssiges Wasser herrschen, auch um andere Sterne sehr viel größer.“
„Mit unserem Modell können wir zeigen, dass alle Planeten mit der gleichen Menge an Wasser entstehen. Das legt dann aber auch nahe, dass diese Planeten nicht nur gleich viel Wasser und Ozeane haben wie unsere Erde, sondern auch die gleiche Menge an Landmassen“, erläutert der Co-Autor der Studie Professor Martin Bizzarro. „Auf diese Weise gäbe es dort dann auch gute Voraussetzungen für die Entstehung von Leben.“
Wäre die Wassermenge auf Planeten hingegen zufällig, so würden sich die meisten Planeten teilweise deutlich voneinander unterscheiden: „Einige Planeten wäre für die Entstehung von Leben zu trocken, während andere vollständig von Wasser bedeckt wären. Ein Planet, der vollständig mit Wasser bedeckt ist, wäre natürlich für die Entstehung von maritimem Leben geeignet, würde aber weniger Möglichkeiten bieten, dass auf ihm auch bewusste und intelligente Zivilisationen entstehen könnten“, so Johansen abschließend.
Auch Johansen und Kollegen hoffen nun auf die nächste Generation von großen erdgestützten und Weltraumteleskopen, mit denen die Atmosphären ferner Planeten analysiert und dann auch die Menge an Wasserdampf in einer Atmosphäre eines fernen Planeten ermittelt werden kann. „Das kann uns dann auch verraten, wie viele Ozeane es auf diesem Planeten geben könnte.“
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