Die Menschheit hat noch keine Spuren des Lebens außerhalb der Erde entdeckt. Heute verfügen wir noch nicht über die Technologie, mit der wir lebende Organismen oder Pflanzen auf fernen Planeten genau erfassen können. Aber wenn es Leben auf ihnen gibt, muss es notwendigerweise die Atmosphäre des Planeten beeinflussen. Aber wie genau? Neue Studien zur Zusammensetzung der Atmosphäre der jungen Erde werden helfen, die Antwort zu finden.
Eine Möglichkeit, Lebensspuren auf Exoplaneten zu finden, besteht darin, nach großen Mengen Sauerstoff zu suchen, die spektroskopisch nachgewiesen werden können. Es gibt nicht viele Möglichkeiten, Sauerstoff ohne Photosynthese zu produzieren. Es ist jedoch jetzt bekannt, dass die Atmosphäre eines Planeten keinen hohen Sauerstoffgehalt haben muss, selbst wenn sie Leben enthält.
Das Studium der alten Erde lässt uns verstehen, dass unser Planet zwischen der archäischen und der proterozoischen Zeit (vor 4 bis 2,5 Milliarden Jahren) keinen hohen Sauerstoffgehalt hatte. Trotzdem lebten bereits Horden von Mikroorganismen auf unserem Planeten.
"Eine sauerstoffreiche Atmosphäre kann ziemlich selten sein", sagt Joshua Krissansen-Totton von der University of Washington in Seattle. "Selbst wenn Sie in eine Periode der Geschichte reisen, finden Sie möglicherweise nicht die Menge an Sauerstoff in der Atmosphäre, an die wir gewöhnt sind. Deshalb sollten wir bei unserer Suche nach außerirdischem Leben nicht alle Wetten darauf platzieren."
Methanwolken
Astrobiologen haben vorgeschlagen, nach Kombinationen verschiedener Gase zu suchen, die jahrzehntelang nebeneinander existieren könnten, wenn etwas Lebendiges die Reserven dieser Gase ständig auffüllt.
Um die genaue Kombination zu verstehen, nach der gesucht werden muss, berechneten Chrisssensen-Totton und seine Kollegen, welche Gase in der frühen Erdatmosphäre vorherrschten und wie sie interagieren könnten.
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Sie fanden heraus, dass Methan, Stickstoff, Wasser und Kohlendioxid frühe Anzeichen für organisches Leben sein könnten. „Diese vier Elemente können nicht zusammen existieren - sie mussten miteinander reagieren und das Methan zerstören“, erklärt Chrisssensen-Totton. "Während der Zeit der jungen Erde wurde jedoch der größte Teil des Methans von Mikroben freigesetzt und verschwand daher nicht."
Der Prozess der Methanproduktion durch lebende Mikroorganismen ist viel einfacher als die Produktion von Sauerstoff, was bedeutet, dass dieses Phänomen im Universum viel häufiger auftritt und daher leichter zu erkennen ist.
Neue Horizonte
Eine ähnliche Aufgabe bei der Suche nach Gasgemischen auf entfernten Exoplaneten ist genau das Richtige für das neue NASA-Teleskop, das nach dem James Webb-Weltraumteleskop benannt ist. Es soll 2019 auf den Markt kommen und Exoplanetenatmosphären genauer untersuchen als seine Vorgänger.
Laut Chrisssensen-Totton wird das Leben auf anderen Planeten, selbst wenn es sich radikal von der Erde unterscheidet, höchstwahrscheinlich Methan freisetzen, das uns als Leuchtfeuer dienen wird. „Das Leben, wo immer es ist, folgt den gleichen Gesetzen der Physik und Chemie, daher ist die Produktion von Methan nicht so unwahrscheinlich“, erklärt der Wissenschaftler.
