Unerwarteterweise zeigt die neue Forschung auch, dass Jupiter in der Lage sein könnte, tief in seiner Wolkenschicht mikrobielles Leben aufrechtzuerhalten.
Venus, aufgenommen von der NASA-Sonde Mariner 10 im Jahr 1974.Bild: NASA/JPL-CaltechDie Venus ist jetzt in mehr als einer Hinsicht der heißeste Planet im Sonnensystem, da Wissenschaftler über drei neu angekündigte Missionen zu ihrer Erforschung schwirren, während die Debatte darüber weitergeht, ob in ihren Wolken eine Biosignatur existiert. Aber wie neue Forschungen heute zeigen, hat die Venus eine Atmosphäre, die viel zu trocken ist, um selbst die widerstandsfähigsten Mikroorganismen zu ernähren – ein Befund, der den langjährigen Ruf des Planeten als unwirtlichster Nachbar der Erde wiederherstellen könnte.
„Das Wasser in den Wolken der Venus ist einfach nicht auf dem Niveau, das zum Leben benötigt wird, und das ist bedauerlich“, sagte Chris McKay, Astrobiologe am NASA Ames Research Center und Co-Autor der neuen Studie, auf einer Pressekonferenz praktisch am vergangenen Freitag statt.
Es sei bedauerlich, fuhr McKay fort, denn „ich interessiere mich für die Suche nach Leben auf anderen Welten und würde gerne denken, dass die Venus bewohnbar ist.“ Die Beweise, die in dem neuen Papier seines Teams präsentiert werden, das heute in Nature Astronomy veröffentlicht wurde, legen etwas anderes nahe. Das Ergebnis sei auch bedauerlich, sagte McKay, denn „unsere Schlussfolgerung basiert direkt auf Messungen“ und nicht auf einem „Modell, das auf Annahmen basiert“, so dass „es schwer vorstellbar ist, dass sich die Ergebnisse im Laufe unserer weiteren Untersuchungen ändern werden.“
Die scheinbar weit hergeholte Idee, dass die Venus in der Lage sein könnte, Leben zu erhalten, erregte letztes Jahr neues Interesse, als Wissenschaftler Beweise vorlegten, die Spuren von Phosphin in ihrer Atmosphäre zeigten. Da lebende Organismen eine der wenigen bekannten Quellen dieses Gases sind, wurde es als potenzieller Beweis für Leben angesehen. Plötzlich wurde die Venus – ein sengender Planet, der normalerweise als außergewöhnlich schlechter Kandidat für die Bewohnbarkeit angesehen wird – von Astrobiologen bemerkt. Andere Wissenschaftler haben diesen Befund seitdem mit kaltem Wasser übergossen, wobei das neue Nature-Papier die Zweifel noch weiter auftürmt.
John Hallsworth, Mikrobiologe an der Queen’s University in Belfast, der die neue Forschung leitete, ist darauf spezialisiert zu verstehen, wie viel Stress Organismen aushalten können, einschließlich der minimalen Wassermenge, die extremophile Organismen auf der Erde erhalten kann. Auf die mögliche Entdeckung von Leben in den Venuswolken aufmerksam gemacht, fragte er sich, ob es genug Wasser in der Atmosphäre dieses Planeten gab, um dies zu ermöglichen. Wie die Wissenschaftler in dem neuen Artikel schrieben, vernachlässigen einige frühere „Analysen normalerweise die Rolle der Wasseraktivität, die ein Maß für die relative Verfügbarkeit von Wasser ist, für die Bewohnbarkeit.“
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„Natürlich braucht das Leben Wasser“, sagte Hallsworth während der Pressekonferenz. „Lebende Systeme, einschließlich Mikroorganismen, bestehen hauptsächlich aus Wasser und können ohne Hydratation nicht aktiv sein und sich nicht vermehren.“
Einige Mikroorganismen sind in der Lage, mit eingeschränktem Zugang zu Wasser zu überleben, einschließlich in Wassertröpfchen in den Wolken der Erdatmosphäre. Einige dieser Mikroorganismen, “wo die Temperaturen es zulassen”, sind stoffwechselaktiv und in der Lage, eine Zellteilung zu durchlaufen, sagte Hallsworth. Dementsprechend konzentrieren sich Astrobiologen und Planetenwissenschaftler natürlich auf Gebiete, in denen Wasser existiert oder zumindest existierte.
Für die neue Studie berechneten die Wissenschaftler die Wasseraktivität der Venusatmosphäre und anderer Planeten unseres Sonnensystems. Die Wasseraktivität kann auf einer Skala von 0 bis 1 gemessen werden und ähnelt der Messung der relativen Luftfeuchtigkeit in unserer Atmosphäre. Wie die Wissenschaftler betonten, benötigt das Leben auf der Erde eine Wasseraktivität von mindestens 0,585, um den Stoffwechsel und die Fortpflanzung aufrechtzuerhalten. Die Wissenschaftler haben dies als eine Art Ausgangsbasis für ihre Analyse verwendet, in einer Zahl, die aus der Untersuchung von Extremophilen, die Niedrigwasserbedingungen vertragen, und Mikroorganismen, die einer Säurebelastung widerstehen können, abgeleitet wurde. Tatsächlich enthalten die Wolken der Venus reichlich Schwefelsäure, die mit kleinen Mengen Wasser vermischt ist.
Um die Wasseraktivität aufzuzeichnen, analysierten die Wissenschaftler zuvor aufgezeichnete Messungen der Lufttemperatur, des Luftdrucks und der Verfügbarkeit von Wasserdampf auf der Venus. Das Team entschied sich, den gleichen Ansatz zu verwenden, um andere Planeten zu untersuchen, nämlich Jupiter, Mars und Erde.
Auf der Venus wurde die Wasseraktivität entlang eines Bandes zwischen 42 und 68 km über der Oberfläche gemessen, da die Temperatur in dieser Schicht innerhalb der Grenzen der Bewohnbarkeit liegt. Die Wasseraktivität auf der Venus wurde mit 0,004 berechnet, was mehr als 100-mal unter der bekannten Grenze für Leben liegt und eine „unüberbrückbare Distanz von dem, was das Leben benötigt, um aktiv zu sein“, wie Hallsworth erklärte. Die Wasseraktivität innerhalb dieser Schicht sei nicht einheitlich, aber selbst die höchsten Mengen seien für jede Form von aktivem Leben „zu weit von der Skala entfernt“, fügte er hinzu.
Tatsächlich ist diese extreme Trockenheit eine schlechte Nachricht für die Bewohnbarkeit. Laut den Forschern ist die Schwefelsäure am Himmel der Venus maßgeblich für die Verringerung der Wasserverfügbarkeit auf der Venus verantwortlich. Damit Mikroben in den Wolken der Venus existieren können, müssen sie Extremophile einer völlig unbekannten Art sein, die sich unserem Verständnis der Biologie widersetzt.
Für den Mars wurde die Wasseraktivität mit 0,537 gemessen, was vergleichbar ist mit dem, was in der Stratosphäre der Erde (einer dünnen Schicht in unserer oberen Atmosphäre) beobachtet wird. Auch dieser Wert liegt unter der akzeptablen Grenze für das Leben, aber deutlich höher als der für Venus erhaltene Wert. Die Wolken auf dem Mars „sind aufgrund der niedrigen Temperaturen, die mit der Zellfunktion nicht vereinbar sind, biologisch nicht durchlässig“, ganz zu schweigen von der „hohen ultravioletten Strahlung, die für atmosphärische Mikroben tödlich sein kann“, wie die Wissenschaftler in der Studie schrieben.
Überraschenderweise wurde die Wasseraktivität in den Wolken des Jupiter in Regionen mit Temperaturen zwischen 10 Grad Celsius und -40 Grad Celsius bei Werten über dem Mindestschwellenwert gemessen von 0,585. Welche, wow.
„Wir fanden unerwartet heraus, dass die Wolken des Jupiter tatsächlich die richtige Kombination aus Temperatur und Wasseraktivität haben, um ein aktives Leben zu unterstützen – das hatten wir absolut nicht erwartet“, sagte Hallsworth. “Nun, ich behaupte nicht, dass Leben auf Jupiter existiert, und ich behaupte nicht einmal, dass es dort Leben geben könnte, weil es die richtigen Nährstoffe braucht, um dort zu sein, und da können wir uns nicht sicher sein.”
Das Leben, wie er betonte, „braucht nicht nur eine angenehme Temperatur und Wasserverfügbarkeit, um aktiv zu sein“, sondern diese Erkenntnis, dass die Wasseraktivität tief in der Wolkenschicht des Jupiter potenziell lebensfähig ist, ist „tiefgründig und aufregend“, Hallsworth sagte. Es würde eine „ganz neue Studie“ erfordern, um dies weiter zu bewerten und die Arten von Mikroben zu untersuchen, die theoretisch in den Jupiterwolken überleben könnten, fügte er hinzu.
Das neue Papier wirft möglicherweise einen Schatten auf drei bevorstehende Missionen zur Venus, nämlich die VERITAS- und DAVINCI+-Missionen der NASA und den EnVision-Orbiter der ESA. Aber die Autoren des neuen Papiers sehen das nicht so, da diese Sonden wahrscheinlich Daten sammeln, die die neuen Ergebnisse weiter bestätigen. McKay erwartet ähnliche Ergebnisse und sagt, dass sich unser neues Verständnis der Wasseraktivität auf der Venus wahrscheinlich nicht ändern wird.
Interessanterweise sagten die Wissenschaftler, dass ihr neuer Ansatz auch verwendet werden kann, um die Atmosphären von Exoplaneten und Welten um andere Sterne zu untersuchen. Das kommende James-Webb-Weltraumteleskop wurde als Instrument bezeichnet, das die erforderlichen Messungen durchführen kann. Die Fähigkeit, Wasseraktivitäten auf nahen und fernen Planeten zu erkennen, stellt eine mächtige neue Fähigkeit für Astrobiologen dar, die weiterhin die Grenzen des Lebens erforschen.
Mehr: Die 7 seltsamsten Dinge über Venus, den Höllenplaneten.
George DvorskyPostsEmailTwitter
Senior Staff Reporter bei Gizmodo, spezialisiert auf Astronomie, Weltraumforschung, SETI, Archäologie, Bioethik, Tierintelligenz, Human Enhancement und Risiken durch KI und andere fortschrittliche Technologie.