Damit Leben, wie wir es kennen, auf anderen Planeten entstehen kann, würden diese Planeten flüssiges Wasser oder Ozeane brauchen. Geologische Belege sprechen dafür, dass die Ozeane auf der Erde fast die gesamte irdische Entwicklungsgeschichte hindurch existierten. Aber würde das auch für andere Planeten gelten, insbesondere für Supererden? Eine neue Forschungsarbeit lässt darauf schließen, dass die Antwort Ja lautet und dass Ozeane auf Supererden Milliarden Jahre überdauern können, wenn sie sich erst einmal gebildet haben.
“Wenn Menschen überlegen, ob ein Planet in der habitablen Zone liegt, denken sie an seine Entfernung von dem Stern und an seine Temperatur. Sie sollten allerdings auch über Ozeane nachdenken und Supererden beobachten, um ein gutes Ziel zum Segeln oder Surfen zu finden”, sagte die leitende Autorin Laura Schaefer vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Schaefer präsentierte ihre Ergebnisse am 5. Januar 2015 im Rahmen einer Pressekonferenz auf einem Treffen der American Astronomical Society.
Obwohl Wasser etwa 70 Prozent der Erdoberfläche bedeckt, macht es nur einen sehr kleinen Bruchteil der Gesamtmasse des Planeten aus. Die Erde besteht hauptsächlich aus Gestein und Eisen – nur rund ein Zehntel Prozent ist Wasser. “Die irdischen Ozeane sind ein sehr dünner Film, ähnlich wie Beschlag auf einem Badezimmerspiegel”, erklärte der Co-Autor der Studie, Dimitar Sasselov (CfA).
Das irdische Wasser existiert jedoch nicht nur auf der Oberfläche. Studien haben gezeigt, dass der Erdmantel das Mengenäquivalent zu mehreren Ozeanen enthält. Das Wasser wurde durch die Plattentektonik und Subduktion des Meeresbodens nach unten gezogen. Die irdischen Ozeane würden aufgrund dieses Prozesses verschwinden, wenn kein Wasser zurück an die Oberfläche käme, was hauptsächlich durch Vulkanismus an den mittelozeanischen Rücken geschieht. Durch dieses planetenweite Recycling behält die Erde ihre Ozeane.
Schaefer nutzte Computersimulationen, um zu sehen, ob dieser Recyclingprozess auf Supererden stattfinden würde. Supererden sind Planeten mit bis zu fünffacher Erdmasse oder 1,5-fachem Erddurchmesser. (Anm. d. Red.: Laut anderen Definitionen kann die Masse auch bis zu zehn Erdmassen betragen.) Sie ging auch der Frage nach, wie lange die Ozeane für ihre Entstehung brauchen würden, nachdem sich der Planet genug abgekühlt hatte und seine Kruste erstarrt war. Sie stellte fest, dass Planeten zwischen zwei- und vierfacher Erdmasse sogar besser als die Erde sind, was die Entstehung und Erhaltung von Ozeanen betrifft. Die Ozeane auf Supererden würden mindestens zehn Milliarden Jahre lang existieren (sofern sie nicht von einem sich entwickelnden roten Riesenstern verdampft werden).
Interessanterweise benötigte der größte Planet (ein Planet mit fünffacher Erdmasse) in der Studie eine Weile, um den Prozess anzustoßen. Seine Ozeane entstanden nicht innerhalb einer Milliarde Jahren, was auf eine dickere Kruste und Lithosphäre zurückzuführen ist, die den Beginn der vulkanischen Ausgasung verzögerten. “Das deutet darauf hin, dass man ältere Supererden beobachten sollte, wenn man nach Leben suchen will”, sagte Schaefer. Sasselov stimmt zu: “Es braucht Zeit, um die chemischen Prozesse für Leben auf einem globalen Maßstab zu entwickeln, und das Leben braucht Zeit, um die Atmosphäre eines Planeten zu verändern. Daher dauert es eine Zeit lang, bis Leben nachweisbar wird.”
Dies besagt auch, dass man auf Planeten nach komplexem Leben suchen muss, die etwa 5,5 Milliarden Jahre alt sind – eine Milliarde Jahre älter als die Erde. Das gilt unter der Voraussetzung, dass die Evolution mit einer ähnlichen Geschwindigkeit wie auf der Erde abläuft.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Cfa) hat seinen Hauptsitz in Cambridge (Massachusetts) und ist ein Gemeinschaftsprojekt des Smithsonian Astrophysical Observatory und des Harvard College Observatory. Wissenschaftler aus sechs Forschungsabteilungen studieren hier den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/news/2015-02
(THK)
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