Auch weil sie nicht so gut erforscht wird, gibt uns die Venus Rätsel auf. Ungeklärte Anomalien könnten auf Lebensformen zurückgehen, sagt nun eine Hypothese.
Bisher nicht geklärte Anomalien in der Atmosphäre der Venus könnten durch simple Lebensformen erklärt werden, die sich in den Wolken der lebensfeindlichen Welt gewissermaßen einen eigenen Lebensraum schaffen. Das ist die Hypothese eines Forschungsteams, die jetzt der Fachwelt vorgestellt wird. Die vier berufen sich dabei auf einen möglichen Nachweis von Ammoniak in der Atmosphäre in den 1970er-Jahren.
Sollte es die Verbindung dort tatsächlich geben, gäbe es nach unserem Verständnis keinen chemischen Prozess auf dem Planeten, bei dem es entstehen könnte, schreiben sie. Stattdessen könnten Lebensformen das Gas produzieren, damit den Säuregehalt der Atmosphäre lokal verringern und kleine Regionen so lebenswert machen. Von der Erde seien solche Lebensformen bekannt, die extrem saure Umgebungen mit Ammoniak lebensfreundlich machen.
Ungeklärte Fragen zur Venus-Atmosphäre
Die Gruppe um William Bains vom Massachusetts Institute of Technology erklärt, dass die Atmosphäre der Venus in Teilen weiterhin ein Rätsel bleibe, mit einer Reihe von Anomalien. Dazu gehörten das unerwartete Vorhandensein von molekularem Sauerstoff, sowie schwer zu erklärende Verteilungen von Schwefeldioxid und Wasser. Ihre Hypothese würde nun all das erklären, versichern sie. Dazu nehmen sie an, dass ein möglicher Nachweis von Ammoniak durch die Sonden Venera 8 und Pioneer Venus bestätigt wird. Das Gas würde sich dann in Tropfen von Schwefelsäure lösen und den extremen Säuregehalt deutlich verringern. An einigen Stellen in der Atmosphäre könnte der pH-Wert von extrem lebensfeindlichen -11 auf etwa 0 steigen – immer noch sehr sauer, aber unter Umständen lebenswert.
„Ammoniak sollte es auf der Venus nicht geben“, erklärt Koautorin Sara Saeger. Dort sei einfach zu wenig Wasserstoff vorhanden. Jedes Gas, das nicht in den Kontext seiner Umgebung passe, sei aber automatisch verdächtig, von Leben zu stammen. Dass das Ammoniak – sollte es das Gas dort geben – von Leben stammt, sei die plausibelste Erklärung, erläutert das Team. Bei den effizientesten biologischen Prozessen zur Herstellung von Ammoniak entstehe auch molekularer Sauerstoff, dessen Vorhandensein sich erklären ließe. Auch die anderen Anomalien würden dadurch nachvollziehbar. Gleichzeitig sei aber ihre Hypothese nicht ohne schwierig zu erklärende Elemente, gestehen sie ein. So gebe es dort fast kein Wasser, aber alle uns bekannte Lebensformen bräuchten das. Ein Vorteil ihres Vorschlags sei aber, dass er vor Ort überprüft werden könnte. Dazu bräuchte es nur Sonden.
Die Hypothese zu möglichem Leben auf der Venus rückt einmal mehr in den Fokus, wie sträflich der innere Nachbarplanet der Erde in den vergangenen Jahren zugunsten des Mars vernachlässigt wurde. Während dort jede Menge Sonden kreisen und Rover unterwegs sind, wird die Venus aktuell nur von der japanischen Sonde Akatsuki aus dem Orbit erforscht. Venus Express der ESA hat bereits 2014 ihre Arbeit eingestellt. Im September 2020 hatten Berichte für Aufregung gesorgt, denen zufolge in der Atmosphäre der Venus Spuren eines Moleküls gefunden worden waren, das auf biologische Prozesse schließen lässt. Inzwischen ist das wieder vom Tisch, aber für Sonden vor Ort gebe es trotzdem jede Menge zu erforschen. Die Hypothese zu möglichen Lebensräumen in den Venuswolken ist nun im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences erschienen.
Könnten säureneutralisierende Lebensformen bewohnbare Nischen in den Wolken der Venus machen?
Eine neue Studie zeigt, dass es theoretisch möglich ist. Die Hypothese könnte bald mit geplanten Venus-Missionen getestet werden.
Eine neue Studie zeigt, dass es theoretisch möglich ist. Die Hypothese könnte bald mit geplanten Venus-Missionen getestet werden. Jennifer Chu | MIT Nachrichtenbüro Veröffentlichungsdatum: 20. Dezember 2021
In diesem Bild befindet sich hypothetisches mikrobielles Leben in den Wolken der Venus in schützenden Wolkenpartikeln und wird von Winden um den Planeten getragen.
Es ist schwer, sich eine unwirtlichere Welt als unseren nächsten planetarischen Nachbarn vorzustellen. Mit einer kohlendioxiddichten Atmosphäre und einer Oberfläche, die heiß genug ist, um Blei zu schmelzen, ist die Venus eine verbrannte und erstickende Ödnis, in der das Leben, wie wir es kennen, nicht überleben könnte. Die Wolken des Planeten sind ähnlich feindselig und bedecken den Planeten mit Tröpfchen von Schwefelsäure, die ätzend genug sind, um ein Loch durch die menschliche Haut zu brennen.
Und doch unterstützt eine neue Studie die seit langem bestehende Idee, dass, wenn Leben existiert, es in den Wolken der Venus ein Zuhause finden könnte. Die Autoren der Studie vom MIT, der Cardiff University und der Cambridge University haben einen chemischen Weg identifiziert, durch den das Leben die saure Umgebung der Venus neutralisieren und eine sich selbst erhaltende, bewohnbare Tasche in den Wolken schaffen könnte.
In der Atmosphäre der Venus haben Wissenschaftler seit langem rätselhafte Anomalien beobachtet – chemische Signaturen, die schwer zu erklären sind, wie zum Beispiel geringe Sauerstoffkonzentrationen und nichtsphärische Partikel im Gegensatz zu den runden Tröpfchen von Schwefelsäure. Am rätselhaftesten ist vielleicht die Anwesenheit von Ammoniak, einem Gas, das in den 1970er Jahren versuchsweise entdeckt wurde und das nach allen Berichten nicht durch einen auf der Venus bekannten chemischen Prozess hergestellt werden sollte.
In ihrer neuen Studie modellierten die Forscher eine Reihe chemischer Prozesse, um zu zeigen, dass, wenn Ammoniak tatsächlich vorhanden ist, das Gas eine Kaskade chemischer Reaktionen auslösen würde, die umgebende Schwefelsäuretröpfchen neutralisieren und auch die meisten der beobachteten Anomalien erklären könnten Die Wolken der Venus. Was die Ammoniakquelle selbst betrifft, so schlagen die Autoren vor, dass die plausibelste Erklärung biologischen Ursprungs ist und nicht eine nichtbiologische Quelle wie Blitze oder Vulkanausbrüche.
Wie sie in ihrer Studie schreiben, deutet die Chemie darauf hin, dass „das Leben seine eigene Umgebung auf der Venus schaffen könnte“.
Diese verlockende neue Hypothese ist überprüfbar, und die Forscher stellen eine Liste chemischer Signaturen für zukünftige Missionen zur Messung in den Venuswolken zur Verfügung, um ihre Idee entweder zu bestätigen oder zu widerlegen.
„Kein Leben, von dem wir wissen, dass es in den Venuströpfchen überleben könnte“, sagt die Mitautorin der Studie, Sara Seager, Professorin für Planetenwissenschaften der Klasse von 1941 am Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) des MIT. „Aber der Punkt ist, dass vielleicht etwas Leben da ist und seine Umgebung so verändert, dass es lebenswert ist.“
Zu den Co-Autoren der Studie gehören Janusz Petkowski, William Bains und Paul Rimmer, die mit dem MIT, der Cardiff University und der Cambridge University verbunden sind.
Lebensverdächtig
„Life on Venus“ war letztes Jahr ein Trend, als Wissenschaftler wie Seager und ihre Co-Autoren über den Nachweis von Phosphin in den Wolken des Planeten berichteten. Auf der Erde ist Phosphin ein Gas, das hauptsächlich durch biologische Wechselwirkungen produziert wird. Die Entdeckung von Phosphin auf der Venus lässt Raum für die Möglichkeit des Lebens. Seitdem ist die Entdeckung jedoch vielfach umstritten.
„Der Phosphin-Nachweis wurde unglaublich umstritten“, sagt Seager. „Aber Phosphin war wie ein Tor, und es gab dieses Wiederaufleben bei den Leuten, die die Venus studierten.“
Inspiriert, genauer hinzusehen, begann Rimmer, Daten vergangener Missionen zur Venus zu durchsuchen. In diesen Daten identifizierte er Anomalien oder chemische Signaturen in den Wolken, die seit Jahrzehnten unerklärt waren. Außer dem Vorhandensein von Sauerstoff und nichtsphärischen Partikeln umfassten die Anomalien unerwartete Mengen an Wasserdampf und Schwefeldioxid.
Rimmer schlug vor, dass die Anomalien durch Staub erklärt werden könnten. Er argumentierte, dass Mineralien, die von der Venusoberfläche und in die Wolken geschwemmt wurden, mit Schwefelsäure interagieren könnten, um einige, wenn auch nicht alle, der beobachteten Anomalien zu erzeugen. Er zeigte, dass die Chemie überprüft wurde, aber die physikalischen Voraussetzungen waren nicht machbar: Eine riesige Menge Staub müsste in die Wolken aufgewirbelt werden, um die beobachteten Anomalien zu erzeugen.
Seager und ihre Kollegen fragten sich, ob die Anomalien durch Ammoniak erklärt werden könnten. In den 1970er Jahren wurde das Gas von den Sonden Venera 8 und Pioneer Venus versuchsweise in den Wolken des Planeten entdeckt. Die Anwesenheit von Ammoniak oder NH 3 war ein ungelöstes Rätsel.
„Ammoniak sollte nicht auf der Venus sein“, sagt Seager. „Es ist Wasserstoff daran gebunden, und es gibt sehr wenig Wasserstoff. Jedes Gas, das nicht in seine Umgebung gehört, ist automatisch verdächtig, vom Leben gemacht zu werden.“
Bewohnbare Wolken
Wenn das Team davon ausgehen würde, dass Leben die Quelle von Ammoniak ist, könnte dies die anderen Anomalien in den Venuswolken erklären? Auf der Suche nach einer Antwort modellierten die Forscher eine Reihe chemischer Prozesse.
Sie fanden heraus, dass, wenn das Leben auf die effizienteste Weise Ammoniak produzieren würde, die damit verbundenen chemischen Reaktionen auf natürliche Weise Sauerstoff liefern würden. Einmal in den Wolken vorhanden, würde sich Ammoniak in Schwefelsäuretröpfchen auflösen und die Säure effektiv neutralisieren, um die Tröpfchen relativ bewohnbar zu machen. Das Einbringen von Ammoniak in die Tröpfchen würde ihre vormals runde, flüssige Form in eine eher nichtkugelige, salzartige Aufschlämmung verwandeln. Sobald sich Ammoniak in Schwefelsäure aufgelöst hat, würde die Reaktion auch das umgebende Schwefeldioxid lösen.
Das Vorhandensein von Ammoniak könnte dann tatsächlich die meisten der großen Anomalien erklären, die in den Venuswolken zu sehen sind. Die Forscher zeigen auch, dass Quellen wie Blitze, Vulkanausbrüche und sogar ein Meteoriteneinschlag chemisch nicht die Menge an Ammoniak produzieren können, die zur Erklärung der Anomalien erforderlich ist. Das Leben jedoch könnte.
Tatsächlich stellt das Team fest, dass es Lebensformen auf der Erde gibt – insbesondere in unseren eigenen Mägen – die Ammoniak produzieren, um eine ansonsten stark saure Umgebung zu neutralisieren und bewohnbar zu machen.
„Es gibt sehr saure Umgebungen auf der Erde, in denen Leben lebt, aber es ist nichts mit der Umgebung auf der Venus zu vergleichen – es sei denn, das Leben neutralisiert einige dieser Tröpfchen“, sagt Seager.
Wissenschaftler haben möglicherweise die Möglichkeit, in den nächsten Jahren mit den Venus Life Finder Missions, einer Reihe von vorgeschlagenen privat finanzierten Missionen, bei denen Seager der Hauptforscher ist und die die Entsendung von Raumfahrzeugen planen, das Vorhandensein von Ammoniak und Lebenszeichen zu überprüfen zur Venus , um ihre Wolken auf Ammoniak und andere Lebenszeichen zu messen.
„Die Venus hat anhaltende, unerklärliche atmosphärische Anomalien, die unglaublich sind“, sagt Seager. „Es lässt Raum für die Möglichkeit des Lebens.“
Diese Forschung wurde teilweise von der Simons Foundation, der Change Happens Foundation und den Breakthrough Initiatives unterstützt.
Original-Quelle: https://news.mit.edu/2021/habitable-venus-clouds-acid-neutralizing-1220
Christian Dauck 