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Gas in den Wolken der Venus könnte ein Zeichen für außerirdisches Leben sein
Das Vorhandensein von Phosphin erhöht die bemerkenswerte Möglichkeit, dass in der Atmosphäre des Planeten etwas Ungewöhnliches vor sich geht. 14.09.2020
Venus, gesehen vom Orbiter Venus Express. NASA
Wenn Sie sich jemals auf der Venus wiederfinden würden, wären Sie in wenigen Augenblicken zerstört. Der Druck an der Oberfläche soll bis zu 100-mal höher sein als auf der Erde, die Temperaturen liegen bei etwa 464 °C und die Luft besteht zu mehr als 96 % aus Kohlendioxid.
Und doch ist das Leben auf der Venus plötzlich nicht mehr die unvorstellbarste Möglichkeit. Ein neues Papier veröffentlicht in Naturastronomie zeigt heute, dass die Wolken der Venus Spuren von Phosphin enthalten. Die neuen Erkenntnisse sind alles andere als ein Beweis dafür, dass es auf der Venus (einem in mehr als einer Hinsicht äußerst unwirtlichen Planeten) einmal Leben gegeben hat oder noch gibt, aber seine Anwesenheit deutet dennoch darauf hin, dass dort eine Art unbekannter Aktivität stattfindet, biologisch oder auf andere Weise.
Die neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass, wenn es jemals Leben auf der Venus gegeben hat, entweder jetzt oder in der Vergangenheit, es tatsächlich in der Luft selbst vorhanden sein könnte. Die Biologie in der Atmosphäre könnte die letzten überlebenden Mitglieder einer früheren venusianischen Biosphäre sein, sagt Stephen Kane, ein Astronom an der University of California, Riverside, der nicht an der Studie beteiligt war. Dieses Ergebnis wäre eine außergewöhnliche Lektion darüber, wie sich das Leben wirklich an alle verfügbaren Nischen innerhalb einer Umgebung anpassen kann.
Leben in der Luft auf der Venus wäre ungewöhnlich, aber vielleicht nicht so seltsam, wie man denken könnte. Erst letzten Monat haben die MIT-Astronomin Sara Seager und einige der anderen Koautoren dieser neuen Studie, inspiriert von den bevorstehenden Phosphin-Ergebnissen, diese neue Studie durchgeführt eine Abhandlung veröffentlicht über einen möglichen Lebenszyklus auf der Venus, der Organismen in den Venuswolken erhalten könnte, und betont die Tatsache, dass die Wolken gemäßigtere und bewohnbarere Lebensbedingungen bieten. Sie schlägt vor, dass Leben auf der Venus in Tröpfchen in großen Höhen existieren könnte, die verdunsten und getrocknete Sporen in der Atmosphäre hängen lassen. Im Gegensatz zur Erde sind die Wolken der Venus dauerhaft – sie bieten eine stabilere Umgebung, in der diese Sporen austrocknen und in niedrigere Höhen fallen, in wachsenden Tröpfchen in der Wolkenschicht wieder aufsteigen und rehydrieren, um ihren Lebenszyklus fortzusetzen. Das Ziel, sagt Seager, war es, dabei zu helfen, ein Loch im Denken über diese Umgebung zu stopfen.
Das Phosphin in den Wolken der Venus wurde von Jane Greaves, einer Planetenwissenschaftlerin an der Cardiff University, und ihrem Team gefunden. Sie untersuchten den Planeten mit dem James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) auf Hawaii und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile. Beide beobachten Wellenlängen im Submillimeterbereich, die vom fernen Infrarot bis zum Mikrowellenbereich reichen, wodurch Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre genauer charakterisieren können.
Das Team fand Spuren von Phosphin in einer Konzentration von etwa 20 Teilen Milliarden. Die Daten deuten darauf hin, dass das Gas in Regionen näher am Äquator und in Höhen von etwa 55 Kilometern vorhanden ist, wo die Temperaturen relativ kühl sind (etwa 30 °C) und der Druck tatsächlich dem der Erde ähnlich ist. Das deutet darauf hin, dass es Teil des globalen Zirkulationsmusters der Atmosphäre ist, wo Gas absinkt, bevor es bis zu den Polen gelangt, sagt Greaves.
Phosphin entsteht aus Phosphor mit drei Wasserstoffatomen. Auf der Erde wird es hauptsächlich auf natürliche Weise von Leben in sauerstoffarmen Ökosystemen produziert, sagt Clara Sousa-Silva, molekulare Astrophysikerin am MIT und Mitautorin der neuen Studie. Wir wissen nicht, warum das Leben auf der Erde Phosphin produziert – nur, dass es das tut, sagt sie. Anaerobe Bakterien produzieren es an Orten wie Abwässern, Sümpfen, Sumpfgebieten und Reisfeldern sowie im Darm der meisten Tiere. Es ist eigentlich ein extrem gefährliches Molekül für sauerstoffatmendes Leben.
In Abwesenheit von Leben benötigt man außergewöhnlich hohe Temperaturen und große Mengen an Energie, um Phosphin herzustellen (ähnlich den Bedingungen, die tief in Jupiters Atmosphäre herrschen). Auf der Erde ist es auch ein Produkt menschlicher industrieller Aktivität.
Die Forscher haben bisher alle bekannten natürlichen Wege für die Phosphinproduktion auf der Venus ausgeschlossen, einschließlich Blitz, Vulkanismus oder meteoritischer Lieferung.
Woher kommt das Phosphin? Ist es das Leben? Greaves und ihr Team haben noch keine Ahnung. Alle Theorien sind ziemlich herausfordernd, sagt sie. Es könnte sich um eine Art exotische Chemie handeln, die auf der Erde nicht zu sehen ist, oder um einige robuste Organismen, die in der Lage sind, sehr saure Umgebungen auf der Oberfläche zu überleben und verfügbaren Phosphor zu erhitzen (obwohl dies neue Fragen darüber aufwirft, wie Phosphor tatsächlich dorthin gelangt ist).
Das Team weiß immer noch nicht, ob das Gas tatsächlich aus den in den Venuswolken beobachteten gemäßigten Höhen stammt oder ob es näher an der Oberfläche produziert wird und dann aufsteigt. Und die Analyse der Studie verwendet Modelle des Phosphinverhaltens, die auf dem basieren, was wir auf der Erde sehen; es könnte auf einem anderen Planeten radikal anders sein. „Wir behaupten nicht, dass wir Leben auf der Venus gefunden haben“, betont Seager.
Allein die Ergebnisse wecken mehr Interesse an der Venus. Aber sie bieten Wissenschaftlern auch Möglichkeiten, mögliche biologische Aktivitäten auf anderen Welten zu verstehen. Wir verstehen jetzt, dass Venus hat alles mit Bewohnbarkeit zu tun, sagt Kane. Obwohl die Venus heute ziemlich unwirtlich ist, hatten Erde und Venus wahrscheinlich sehr ähnliche Ausgangsbedingungen, und jüngste Arbeiten haben gezeigt, dass die Venus möglicherweise noch vor einer Milliarde Jahren bewohnbar war, mit Ozeanen aus flüssigem Oberflächenwasser, sagt er.
Letztendlich wollen die Forscher mehr darüber herausfinden, wie sich Phosphin in der Atmosphäre verteilt, und sehen, ob sie eine lokalere Quelle ausfindig machen können. Andere bodengestützte Beobachtungen wären nützlich, aber sie können immer noch nur begrenzt beobachten. Wir hoffen, dass unsere Arbeit zukünftige Weltraummissionen motivieren wird, die zur Venus gehen und die Atmosphäre direkt messen werden“, sagt Seager.
Leider sind für die Zukunft keine neuen Missionen zur Venus geplant. Aber die NASA debattiert derzeit zwei Vorschläge – beides Orbiter, die bei dieser Art von Untersuchung helfen könnten. Die neuen Erkenntnisse könnten dazu beitragen, den Fall mit einem oder beiden voranzubringen.