Seit einigen Jahrzehnten suchen Weltraumforschungsmissionen nach Beweisen für Leben jenseits der Erde – dort wo Seen oder Ozeane existieren oder früher existiert haben. Die aktuelle Forschung zeigt jedoch, dass nicht die Menge des Wassers entscheidend ist, um Leben zu ermöglichen, sondern die effektive Konzentration der Wassermoleküle - bekannt als „Wasseraktivität“.
Dr. John E. Hallsworth von der School of Biological Sciences an der Queen's University und sein Team aus internationalen Mitarbeitern haben eine Methode entwickelt, um die Wasseraktivität in der Atmosphäre eines Planeten zu bestimmen. Bei der Untersuchung der Schwefelsäurewolken der Venus mit ihrem Ansatz fanden die Forscher heraus, dass die Wasseraktivität mehr als hundertmal unter der unteren Grenze liegt, bei der auf der Erde Leben existieren kann. Die Wolken des Jupiters haben dagegen eine ausreichend hohe Konzentration an Wasser sowie die richtige Temperatur, damit dort Leben existieren kann.
„Unsere Forschung zeigt, dass die Schwefelsäurewolken der Venus zu wenig Wasser haben, damit aktives Leben existieren kann, basierend auf dem, was wir über das Leben auf der Erde wissen“, sagt Dr. Hallsworth. Die Forschenden haben auch herausgefunden, dass die Wasser- und Temperaturbedingungen in den Wolken des Jupiters mikrobielles Leben ermöglichen könnten, vorausgesetzt, dass andere Voraussetzungen wie Nährstoffe vorhanden sind.
Der Mitautor des Berichts, ein Experte für die Physik und chemische Biologie des Wassers, Dr. Philip Ball, sagt: „Die Suche nach außerirdischem Leben hat manchmal eine etwas vereinfachende Einstellung zu Wasser. Wie unsere Arbeit zeigt, reicht es nicht aus, zu sagen, dass flüssiges Wasser mit Bewohnbarkeit gleichzusetzen ist.“
Privatdozent Dr. Jürgen Burkhardt vom Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES), Mitglied des Exzellenzclusters Phenorob und des Transdisziplinären Forschungsbereichs „Innovation und Technologie für eine nachhaltige Zukunft“ der Universität Bonn, hat zu dieser Studie vor allem Berechnungen der Wasseraktivität und Schwefelsäurekonzentration in den Wolkentropfen der Venusatmosphäre beigetragen. Warum ein in der Pflanzenernährung forschender Wissenschaftler einen Beitrag zum Leben in der Venusatmosphäre leistet, liegt an den früheren Arbeiten von Dr. Burkhardt. Das in der Studie verwendete Aerosolmodell hatte er bereits vorher zur Charakterisierung des Zustands abgelagerter hygroskopischer Aerosole auf Blattoberflächen verwendet.
„Diese Aerosole ermöglichen unter bestimmten Umständen das Überleben von Mikroorganismen“, sagt Burkhardt. Aus dem gemeinsamen Interesse für diesen Lebensraum und seine sehr speziellen physikochemischen Bedingungen wie hohe Säurekonzentrationen und minimale Wassermengen entstand vor Jahren der Kontakt zum Erstautor der Studie, John Hallsworth. Aus experimentellen elektronenmikroskopischen Untersuchungen von Hallsworth und Burkhardt zu diesem Thema waren bereits zwei frühere gemeinsame Publikationen hervorgegangen, die ebenfalls die Frage extraterrestrischen Lebens thematisierten.
Beteiligte Institutionen und Förderung
Zu den Co-Autoren der Studie gehören der Planetenforscher Christopher P. McKay (NASA Ames Research Center, CA, USA), der Experte für Atmosphärenchemie Thomas Koop (Universität Bielefeld, Deutschland), der Experte für Physik und chemische Biologie des Wassers Philip Ball (London, UK), die Biomolekularwissenschaftlerin Tiffany D. Dallas (Queen's University Belfast), der Experte für Biophysik der Lipidmembranen Marcus K. Dymond (Universität Brighton, Großbritannien); die theoretische Physikerin María-Paz Zorzano (Centro de Astrobiologia [CSIC-INTA], Spanien); der Experte für Mikrometeorologie und Aerosole Jürgen Burkhardt (Universität Bonn); die Expertin für säuretolerante Mikroorganismen Olga V. Golyshina (Universität Bangor, Großbritannien) und der Atmosphärenphysiker und Planetenforscher Javier Martín-Torres (Universität Aberdeen, Großbritannien). Die Forschung wurde von Research Councils UK (RCUK) | Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) und dem Ministerium für Wissenschaft und Innovation finanziert.
Publikation: John E. Hallsworth et al.: Water activity in Venus’s uninhabitable clouds and other planetary atmospheres, Nature Astronomy, DOI: 10.1038/s41550-021-01391-3
