Extrasolare Planeten: Zu viel Wasser ist auch nicht gut

Stellen wir uns vor, wir entdecken einen extrasolaren Planeten, dessen Oberfläche komplett mit einem gigantischen Ozean bedeckt ist. Das bedeutet in erster Linie, er würde sich innerhalb der habitablen Zone seines Zentralgestirns befinden und somit schon mal zwei Grundvoraussetzungen für die Entwicklung von Leben aufweisen: Flüssiges Wasser und eine angenehme Temperatur. Man würde also von einer ziemlich hohen Wahrscheinlichkeit ausgehen, auf diesem Planeten zumindest primitives Leben zu finden.

Künstlerische Darstellung des Exoplaneten Kepler-452b. Bild: exoplaneten.de

Nun zeigt aber eine aktuelle Studie, dass das nicht zwingend der Fall sein muss – im Gegenteil. Ein Forscherteam, bestehend aus Wissenschaftlern des Berner Center for Space and Habitability (CSH) und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben sich kürzlich mit der Lebensfreundlichkeit extrasolarer Planeten beschäftigt und kamen zu dem Schluss, dass viel Wasser eine nachteilige Wirkung auf das Leben haben kann. Begründet wird dies folgendermaßen: Das Vorhandensein von Wasser ist zwar eine zentrale Voraussetzung für das Vorhandensein und die Entwicklung von Leben, gibt es aber zu viel Wasser, kann es zur Folge haben, dass sich das Klima des Planeten radikal verändert. Das Problem heißt „Hochdruckeis“. Ab einer bestimmten Wassertiefe bzw. einem bestimmten Wasserdruck in der Tiefe, ändert das Wasser seinen Aggregatzustand und wird zu Eis – genauer gesagt bei 0° C und exakt 6.324 bar Druck. Auf der Erde entspräche das einer Wassertiefe von etwa 63 km wenn ich mich nicht verrechnet habe. Dieses „Hochdruckeis“ wird, je nach Druck und daraus resultierender Dichte, in Kategorien eingeteilt: Erhöht man den Druck wird es zuerst zu Eis-6, dann Eis-8, Eis-7, Eis-10 und Eis-11.

Dieses exotische Eis hat eine derart hohe Dichte, dass es sich auf dem Meeresboden ablagert,  wo es eine Barriere bildet zwischen dem Gestein auf dem Meeresgrund und dem Wasser darüber. Das hat zum Nachteil, dass so der Austausch von Kohlendioxid (CO2) zwischen dem planetaren Gesteinsmantel und dem Ozean unterbunden wird. Von dem CO2 -Gehalt in der Atmosphäre hängt stark die planetarische Oberflächentemperatur ab, was wiederum ein entscheidender Faktor für dessen Lebensfreundlichkeit darstellt. Auf der Erde profitieren von dem sogenannten Carbonat-Silikat-Zyklus, der den CO2-Gehalt der Atmosphäre reguliert und das Klima langfristig stabilisiert. Auf einem Ozeanplaneten, der auf seinem Grund Hochdruckeis abgelagert hat und somit kein Austausch zwischen Ozean und Gestein möglich ist, findet lediglich ein Austausch zwischen Atmosphäre und Wasser, also ein wasserbasierter CO2-Zyklus, statt, der allerdings eine destabilisierende Wirkung hat.

Jetzt kommt es darauf an: Kühlt die Atmosphäre ab, beispielsweise durch eine Verringerung der Sonnenaktivität, nimmt das Wasser mehr CO2 auf und entzieht es somit der Atmosphäre. So nimmt das Wasser ihr dieses wichtige Treibhausgas, was sie wiederum weiter abkühlen lässt – Ein Teufelskreislauf. Erwärmen sich allerdings Ozean und Atmosphäre, gibt das Wasser das CO2 wieder an die Atmosphäre ab und wir haben einen Treibhauseffekt, der die Temperaturen stetig weiter steigen lässt.

Das Team und Daniel Kitzmann hat also gezeigt, dass Ozeanplaneten nicht zwangsläufig Leben hervorbringen müssen. Größere Chancen haben hier nach wie vor erdähnliche Planeten, die zwar Wasser besitzen, aber trotzdem auch Landmassen.

Quellangabe:

Link zum Fachartikel auf arXiv.org

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Eine Antwort zu Extrasolare Planeten: Zu viel Wasser ist auch nicht gut

  1. Christoph schreibt:

    Ein interessanter und gut geschriebener Artikel. Ich gebe auch gerne das Einverständnis zur Verwendung meiner Planetenillustration. 😉

    Gefällt mir

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