Willst du Leben finden, folge dem Wasser

Es gibt neue Hoffnung auf Leben im Universum. 2015 wurde ein Planet entdeckt, der zwar mehr als 100 Lichtjahre entfernt und dadurch weit außerhalb unseres Sonnensystems liegt, aber nur zweimal so groß ist wie die Erde. Laut einer Studie in der Nature Astronomy könnte seine Atmosphäre zu mehr als 50 Prozent Wasserdampf beinhalten. Der Planet K2-18b schürt Hoffnung auf die Entdeckung von organischem Leben, das nicht von unserer Erde stammen kann. Mit Blick auf das Universum wäre Wasser das wichtigste Gut auf einem Planeten. Wasser ist ein perfektes Lösungsmittel für Moleküle, es ist die Grundbedingung für den Kreislauf des Lebens, für Niederschlag, Quellen, Meer, Verdunstung. Alle Lebensformen im Universum wären auf der Suche nach Wasser. Leider sind die Teleskope „Kepler“ und der Nachfolger „TESS“ nicht in der Lage, davon hochauflösende Bilder zu machen.

Wasser ist ein Phänomen. Eine Verbindung von zwei Gasen, die flüssig ist, ist nahezu einmalig. Sauerstoff neigt dazu, Elektronen an sich zu ziehen. Es bilden sich Cluster, die einzelnen Moleküle verbinden sich, der flüssige Normalzustand von Wasser wird erreicht. Vergleicht man ähnliche Moleküle, sollte der Siedepunkt bei -70°Cliegen. Da aber dieses Molekül so speziell ist, liegt er bei 100°C. 

Die chemische Signatur von Wassermolekülen kann gemessen werden, wenn Licht durch die Atmosphären von Planeten reist. Das ermöglicht Rückschlüsse auf die Zusammensetzung von Planetenoberflächen. Noch einfacher ist es, die Wasservorkommen zu untersuchen, die vor unseren Füßen liegen.

Woher unser Wasser kommt

Wenn man eine historische Fragestellung angeht, ist es ungünstig, davon auszugehen, dass wir eine positive Ausnahme wären. Vor vier Milliarden Jahren konnte die Erde ihr Wasser lang genug behalten, dass Leben entstehen konnte. Immerhin musste es dazu mehr als 40.000 Jahre lang regnen. 71 Prozent der Erdoberfläche sind heute von Wasser bedeckt, das sind insgesamt etwa 1,4 Milliarden Kubikkilometer (1 Kubikkilometer entspricht 1 Billion Liter). Unsere blauen Ozeane sind einzigartig und ein starker Kontrast zu den Nachbarplaneten, obwohl die Erde im Jahr vielleicht 200 Kubikkilometer Wasser an das Universum verliert, so Harald Lesch vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München. Der menschliche Körper besteht zwischen 80 und 85 Prozent aus Wasser, nicht viel weniger als bei einer Ananas oder einem Champignon.

 

Bei der Untersuchung eines Kometen im Jahr 1986 wurde Eis in seinem Inneren unter Staub und Geröll gefunden. Durch Kometeneinschläge könnte also Wasser auf die Erde gelangen. Der Planetologe Daniel Durda von der NASA untersuchte dazu Meteoriten. Um Meere zu füllen, wären nur mehr als 20 Millionen Kometen nötig. Auch handelt es sich dabei um sogenanntes „Schweres Wasser“, das eine etwas andere Zusammensetzung hat als das unserer Meere. Bei Asteroiden hatte man mehr Glück. Die Sonde Dawn umkreist den Asteroiden Vesta. Die dortigen Wasservorkommen stimmten mit den Qualitäten von unserem irdischen Wasser überein. Die Astronomin Michelle Thaller kommt zu dem Schluss, dass es womöglich einen weiteren Planeten gegeben habe, der nie so ganz ein Planet wurde und nun als Asteroidengürtel um die Sonne kreist.

Die größten Asteroiden könnten demnach flüssiges Wasser bergen. Auch wenn sie staubtrocken aussehen und zu Staub zerrieben werden können, hätten sie dennoch Wassermoleküle gebunden. Diese treten als Dampf aus, wenn das Gesteinsmaterial erhitzt wird. Wenn diese Theorie stimmt, dann wäre der Ursprung von unserem menschlichen Körperwasser das Wasservorkommen von Meteoriten und Asteroiden.

Gestützt wird diese These durch die Theorie des Geochemikers und Physikers Stephen Mojzsis aus San Diego. Er machte die Beobachtung, dass bei einem Erdbeben niederfrequente Schallwellen durch die Erde laufen. Nach einer Messung bemerkte man, dass diese jedoch langsamer waren, als man es bei einem festen Gestein vermuten würde. Diese Verlangsamung ließe sich am ehesten damit erklären, dass die Druckwellen durch Wassermoleküle ausgebremst worden sein könnten. Mojzsis geht von einem unterirdischen Wasserreservoir aus, das im Gestein selbst eingeschlossen sein könnte. Er vermutet, es ist größer als alle Meere der Erde. Bei Gesteinsproben sehe man, dass es auf der jungen Erde Wasser gegeben haben muss, noch lange bevor die ersten Asteroiden einschlugen. Das Material soll gigantische Wassermengen enthalten haben.

Diese Theorie wurde ausgebaut: In der Zeit, als sich die Erde ausbildete, wurde Jupiter, der weit außerhalb, in der Nähe des Asteroidengürtels seine Runden drehte, durch Gase und Gesteinsbrocken abgebremst. Das zog ihn zurück in die inneren Planetenbahnen hin zur Sonne. Auf diesem Weg könnte er Material mit Eis wie ein gigantischer Schneepflug vor sich her geschoben und in der Nähe von Mars, Venus und Erde abgeladen haben. Unter dem „Großen Bombardement“ versteht man eine Zeit, in der das abgeladene Material auf Mond, Erde, Mars und Venus prallt.

Die inneren Planeten formten sich aus denselben Materialien. Überall auf dem Mars findet man Flussbetten. Viele Gesteinsplaneten durchliefen Phasen, in denen sie Wasser führten. Venus und Erde waren sich vor vier Milliarden Jahren sehr ähnlich, auch die Venus hatte eine dichte Atmosphäre. Vulkane stießen Gestein in die Höhe, durch die Hitze befreite sich der Wasserdampf und regnete ab – die Geburtsstunde der Ozeane. Die Venus war lediglich zu nahe an der Sonne, der Wasserdampf konnte irgendwann nicht mehr kondensieren und die Sonnenwinde bliesen den Wasserdampf weg. Zurück blieb ein trockener Planet. Der Mars ist zwar weiter weg von der Sonne, nur leider kühlte sein Kern aufgrund seiner geringen Größe aus, er verlor sein Magnetfeld, das wiederum die Atmosphäre gehalten hatte, der Wasserdampf verflüchtigte sich. Zurückgeblieben sind nur Spuren von Eis in einer roten Landschaft.

Wasser verändert das Universum

Der Physikprofessor Lawrence Krauss aus Cleveland verfolgt die Funde von Wasser auf Planeten in unserer Milchstraße. Er ist überzeugt, es gibt viele Planeten, auf denen Wasser existieren könnte. So sind auch Ozeanplaneten denkbar, auf denen sich Leben bilden könnte, nur vermutlich keine entwickelte Zivilisation, die Strom und Feuer kennt. Der Mensch ist ein geborener Entdecker. Und wo ein Wille ist, ist auch ein Weg. Unsere Vorstellung über das Universum wird sich verändern, wenn wir entdecken, dass wir in der Milchstraße Brüder und Schwestern haben.

---

Titelfoto: Die Erde, der „blaue Planet“. Mehr als 70 Prozent ihrer Oberfläche sind mit Wasser bedeckt.