UnreaI schrieb:der Beweis von außerirdischen Leben
Das dürfte schwierig werden, wenn es über die Untersuchung von Materialproben von anderen Himmelskörpern hinaus geht. Exoplaneten lassen sich aller Voraussicht nach niemals direkt mit Sonden erreichen, um dort vor Ort Proben zu entnehmen, weil sie zu weit entfernt sind. Man kann zwar hoffen, dass es in ferner Zukunft vielleicht Technologien geben wird, die diese Exoplaneten erreichbar werden lassen, aber die zeitliche Distanz, bis Ergebnisse auf der Erde eintreffen, ist dann doch so groß, dass es dann auch schon wieder unrealistisch wird. Da stellt uns dann die Maximalgrenze der Lichtgeschwindigkeit vor ein grundsätzliches Problem.
Es wird auch in der ferneren Zukunft nur möglich sein, mittels ausgefeilter Beobachtungstechnik auf die Beschaffenheit der Oberfläche und die Atmosphäre von Exoplaneten Zugriff zu erhalten. Hieraus ergeben sich dann Schwierigkeiten, die ebenfalls nicht einfach zu überwinden sind. Um Leben auf einem Exoplaneten feststellen zu können, muss man vorab festlegen, welche Kriterien gültig sind, um aus den gewonnenen Beobachtungsdaten auf das Vorhandensein von Leben zu schließen.
In der Astrobiologie setzt man voraus, dass Leben bewirkt, dass es die Zusammensetzung der Atmosphäre verändert. Diese Veränderungen sind dann so, dass der Zustand nicht auf abiogene Weise zustandekommen kann. Am Beispiel der Erdatmosphäre lässt sich feststellen, dass die große Menge an freiem Sauerstoff zu etwa 21 Prozent und das Vorkommen von Methan ein Zustand ist, der sich nicht im chemischen Gleichgewicht befindet und daher über den kontinuierlichen Nachschub beider Gase aufrechterhalten wird.
Natürliche Quellen für freien Sauerstoff könnten strahlungsinduzierte Wasserspaltungsprozesse sein, allerdings würde bei einem solch hohen Strahlungseintrag zugleich Stickstoff ionisieren und mit dem freien Sauerstoff Stickstoffoxide bilden, die aber im Atmosphärenspektrum der Erde nicht in entsprechend großer Menge auffindbar sind. Weiterhin dürfte bei strahlungsinduzierter Wasserspaltung kein freies Methan mehr vorhanden sein, weil dieses mit dem freien Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid reagieren würde.
Hinzu kommt das Vorhandensein einer Ozonschicht, die den Strahlungseintrag der Sonne wirksam abschirmt, so dass die angenommene Energiequelle als Verursacher von Wasserspaltung ausscheidet. Der hohe Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre muss daher eine andere Quelle haben, die auf der Oberfläche selbst vorhanden ist. Da wir wissen, dass der Sauerstoff bei uns durch Chlorophyll erzeugt wird, welches in der Tat eine Wasserspaltung bewirkt (nur ohne Freisetzung des Wasserstoffanteils), können wir schlussfolgern, dass bei einem Exoplaneten, welcher eine sauerstoffhaltige Atmosphäre besitzt, auf analoge Weise durch entsprechende Pigmente vermittelt eine Wasserspaltung mittels Strahlungseintrag stattfindet.
Solche Pigmente sind chemisch sehr komplex, und wenn der Sauerstoffnachschub in großer Menge erfolgt, müssen solche Pigmente in entsprechend großer Menge auf der Oberfläche vorhanden sein. Eine komplexe Chemie setzt jedoch Bedingungen voraus, die sich nicht mit einem hohen Sauerstoffanteil vertragen, also muss es auf der Oberfläche großflächig Bedingungen geben, die solche Pigmente wirksam vor der drohenden Zersetzung durch den freien Sauerstoff abschirmen.
Denkbar sind durchsichtige Schichten, die sich wie ein Film über die Pigmente legen, aber dann wird zweifelhaft, wie sich diese Schichten langfristig erhalten, da auch diese Schichten der Reaktionsfreudigkeit des freien Sauerstoffs ausgesetzt sind. Man kommt am Ende nicht darum herum, einen abiogenen Ursprung von freiem Sauerstoff in der Atmosphäre, der sich im Prozentbereich bewegt, vernünftigerweise auszuschließen und das Vorhandensein von Leben anzunehmen.
Problematisch wird es aber, wenn man den prozentualen Gehalt von freiem Sauerstoff bestimmen will, wenn man die durchschnittliche Dichte der Atmosphäre nicht kennt. Es ist daher nötig, die spektrometrische Untersuchung von Atmosphären mit bildgebenden Verfahren zu kombinieren, bei denen der untersuchte Exoplanet abgebildet wird. Ob das über ein Transitverfahren geschieht, wo man den "Atmosphärenschleier" sehen kann und daraus dann auf die Dicke und Dichte der Atmosphäre schließen kann, oder ob man den Exoplaneten im Orbit um seinen Stern direkt abbildet und vielleicht Oberflächenstrukturen ausmachen kann, ist dabei erst mal unerheblich.
Wichtig ist aber die Weiterentwicklung der Beobachtungstechnik, die zum einen sehr teuer und zum anderen sehr zeitaufwändig ist. Es kann also tatsächlich noch ein paar Jahrhunderte dauern, bis wir in der Lage sind, entsprechende Messungen vorzunehmen und ebenso entsprechend stichhaltige Schlussfolgerungen zu ziehen. Fraglich ist jedoch, ob die politische und ökonomische Situation bis dahin noch stabil genug geblieben ist, um solche Unternehmungen in Angriff zu nehmen.
