Leben unter dem Eis?

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Hat sich Leben nur auf der Erde gebildet oder gibt es auch anderswo im Sonnensystem Lebensformen? Das ist das Terrain der Astrobiologen, für die neben dem Mars inzwischen auch die Eismonde der Gasriesen Jupiter und Saturn zu interessanten Zielen geworden sind. Warum, das erklärt Petra Rettberg in meiner Doku von HYPERRAUM.TV „Leben unter Eis – Astrobiologen suchen auf den Eismonden von Jupiter und Saturn nach Mikroorganismen“. Sie gab mir Auskunft über den Stand der Forschungen, ein neues Raumfahrtprojekt aus Deutschland und die Erwartungen der astrobiologischen Community, die interdisziplinär unterschiedliche Forschungsrichtungen vereint.

Vor allem unser Schwesterplanet Mars ist seit vielen Jahren im Visier der Astrobiologen, ein erfolgversprechender Kandidat für die Suche nach extraterrestrischen Lebensformen. Der rote Planet ist seit etlichen Jahrzehnten von zahlreichen Sonden besucht worden. Sogar  Rover mit chemischen Laboren an Bord fahren über seine Oberfläche, während stationäre Lander mit ihren Messsonden tief in sein Inneres lauschen. Höher entwickeltes Leben war in der öden, wasserlosen Steinwüste bisher nicht nachzuweisen. Doch das lässt für Astrobiologen längst noch nicht den Schluss zu, dass es auf dem Mars keine Lebensformen gibt oder zumindest einst gegeben hat. Die Suche auf dem roten Planeten geht weiter – mit dem Rover-Labor Mars 2020 Perseverance der NASA, das inzwischen dort gelandet ist.

Es war die Cassini-Mission, mit der der größte Jupiter-Mond Enceladus ebenfalls ins Blickfeld der Astrobiologen rückte. Die Sonde hat auf dem Eismond erstmals Geysire entdeckt, die Eiswasser aus dem Inneren des Mondes in Fontänen in den Raum sprühen. Dieser Kryo-Vulkanismus des Saturnmondes wird – so die derzeitige Theorie – von flüssigem Wasser großer Reservoire tief unter der Eisoberfläche, vielleicht sogar aus einem riesigen Salzwasserozean gespeist. Die Fontänen schießen aufgrund der geringen Anziehungskraft des Mondes bis zu einigen hundert in die Höhe, bevor sich die dabei schnell gefrierenden Eispartikel dann wieder auf der Oberfläche niederschlagen.

In diesen Fontänen wurde nicht nur Wasser nachgewiesen,  sondern es zeigten sich auch Moleküle, die für Mikroorganismen typisch sind. Das elektrisierte Astrobiologen. Aber es braucht einen Vor-Ort-Nachweis. Dafür entwickelt die DLR seit 2012 in einem langfristig angelegten Forschungsverbund den EnEx-IceMole –  EnEx für Enceladus Explorer und IceMole, weil sich die Sonde mit einem Bohrer wie ein Maulwurf in die Oberfläche eindringen und dank integriertem Radar unter dem Eis navigieren wird. Dank dieser für die Raumfahrt gänzlich neuen, kombinierten dreidimensionalen Ortungs- und Navigations-Technologie kann EnEx-IceMole im Vorfeld  Hohlräume oder eingeschlossenes Meteoritengestein bis zu etwa hundert Metern erkennen und diesen Hindernissen damit weitgehend autonom ausweichen. Die unter dem Eis gesammelten Wasserproben kann der Bohrer dank eines Lab-on-a-Chips sofort auf Mikroorganismen untersuchen. Die Messergebnisse werden anschließend über die auch für die Energieversorgung genutzte Kabelverbindung an die Basisstation an der Oberfläche und von dort weiter zur Erde übertragen.  

Praxistests des auf der akustischen Triangulation basierenden Navigationssystems in den Gletschern der Alpen zeigten bereits die Funktionsfähigkeit dieser neu entwickelten Technologie. Und in der Antarktis konnte mit dem Bohrer bereits Flüssigwasser unter dem Eis erfolgreich entnommen werden. Im antarktischen EnEx-Demonstrationsfeldversuch bei den Blood Falls wurde darüber hinaus nachgewiesen, dass die strengen Dekontaminations-Anforderungen der international geltenden Planetary Protection Rules eingehalten sind. Die Wasseranalyse darf einerseits nicht durch mitgeführte irdische Bakterien verunreinigt sein – und andererseits sollen auch keine irdischen Mikroorganismen auf fremde Himmelskörper eingeschleppt werden. Doch wann EnEx-IceMole startet– und mit welcher Mission er zu Enceladus gebracht wird –, das steht heute noch in den Sternen.

Neben den Eismonden der Gasplaneten blicken Astrobiologen verstärkt auch hinaus in den Weltraum, wo immer mehr Exoplaneten entdeckt werden. Auf diesen fernen Welten nach Leben zu finden, ist jedoch eine besonders schwierige Aufgabe. Denn Atmosphären sind nur unter ganz speziellen Verhältnissen messbar, bei sogenannten Transits: wenn der Planet von der Erde aus betrachtet vor den Mutterstern wandert. Dann ist die Gashülle für kurze Zeit im durchscheinenden Licht des Muttergestirns zu sehen. Doch die Signale sind extrem schwach. Bisher ist es zudem nur gelungen, die Atmosphäre von einigen Gasriesen zu analysieren, nicht aber Atmosphären bei erdähnlichen Planeten.

Bis heute wissen wir nicht, ob es irgendwo auf den inzwischen zahlreich gewordenen Exoplaneten Leben gibt. Wie Leben im Kosmos entsteht, dafür hat die Astrologie bis auf Weiteres also nur ein Anschauungsmaterial: den Kohlenstoff-Chemismus auf der Erde.  Aber genauso gut könnte es sein, dass wir uns der Entstehung von Leben auf anderen Welten aufgrund dieses einzigen uns bekannten Referenzsystems mit einer zu engen, einer zu menschlich fokussierten Betrachtungsweise nähern. Wäre es nicht vorstellbar, dass sich an anderen Orten in den heterogenen evolutionären Prozessen Leben nicht auf Kohlenstoffbasis, sondern mit ganz anderem Chemismus bildet und das dann zu ganz anderen Lebensformen geführt haben könnte? Rettberg hebt jedoch hervor, dass Kohlenstoff wegen seiner Bindungseigenschaften schon ein „besonderer“ Stoff ist und daher für die Entstehung von Leben besonders gut geeignet sein könnte.

Auf welchen solcher Exoplaneten ist die Suche nach Biomarkern überhaupt vielversprechend? Das ist heute Gegenstand der astrobiologischen Debatten. Denn längst ist nicht eindeutig geklärt, welche Faktoren die sogenannte habitable Zone für Leben im irdischen Sinn definieren, in der sich Leben tatsächlich herausbilden kann. Die Strahlungsintensität des Muttergestirns und das Vorhandensein einer Atmosphäre sind dabei zweifellos wichtige Parameter, aber sicher nicht die einzigen, die eine Rolle spielt. Unsere Sonne schleudert beispielsweise immer wieder mächtige Protuberanzen energiereicher und lebensfeindlicher Materiestrahlung in den planetaren Raum; auch die kosmische Strahlung aus dem Weltraum dringt bis zur Erde vor. Zum Schutz davor ist die Erde mit einem starken Magnetfeld ausgestattet. Hätte sie dieses nicht, wäre die Bildung von organischen Zellen zumindest an Land unmöglich, da die starke Teilchenstrahlung diese Kohlenstoffmoleküle zerstören würde. Ob sich solche Magnetfelder jedoch auch auf erdähnlichen Exoplaneten entwickelt haben, ist  derzeit völlig offen. Andererseits scheint die Bildung planetarer Magnetfelder nichts ungewöhnliches, denn in unserem Sonnensystem haben auch andere Planeten einen derartigen Schutzschirm entwickelt.

Sind wir allein im Kosmos? Die Astrobiologin machte mir wenig Hoffnung, dass die Wissenschaft diese Frage bald beantworten kann. Aber wer weiß: Vielleicht endet die mühsame Suche nach Leben im Universum ganz anders. Vielleicht kommt es doch einmal zum close encounter auf der Erde, der von so vielen Regisseuren schon spektakulär in fiktive Szene gesetzt wurde. Allerdings: die meisten Wissenschaftler glauben heute nicht, dass die Wahrscheinlichkeit dafür sehr groß ist!

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Ich habe viele Jahre journalistisch im Bereich Wissenschaft und Technologie gearbeitet, später dann mit meiner kleinen Beratungsfirma als Medienexpertin. 2010 erfüllte ich mir meinen großen Traum und gründete den Spartensender HYPERRAUM.TV, für den ich eine medienrechtliche Rundfunklizenz erteilt bekam. Seither mache ich als One-Woman-Show mit meinem „alternativen TV-Sender“ gewollt nicht massentaugliches Fernseh-Programm. Als gelernte Wissenschaftshistorikern habe ich mich gänzlich der Zukunft verschrieben: Denn die Vergangenheit können wir nur erkennen, die Zukunft aber ist für uns gestaltbar. Wir sollten versuchen, nicht blind in sie hinein zu stolpern!

14 Kommentare

  1. Zitat Susanne Päch:

    Wäre es nicht vorstellbar, dass sich an anderen Orten in den heterogenen evolutionären Prozessen Leben nicht auf Kohlenstoffbasis, sondern mit ganz anderem Chemismus bildet und das dann zu ganz anderen Lebensformen geführt haben könnte?

    Kohlenstoff macht nur 0,027 % der Erdkruste aus und trotzdem läuft ohne Kohlenstoff nichts. Ohne ihn gibt es kein (irdisches) Leben, ohne ihn gäbe es nicht die tausende verschiedener Kunststoffe, die unsere Zivilisation immer wieder mit ganz verblüffenden Materialien ausstatten. Die Welt der Metalle und Halbmetalle ist dagegen tot oder sie wird erst lebendig, wenn wir beispielsweise in Silizium-Wafer nanometergrosse Strukturen eingravieren. Ja, es könnte einmal künstliches Leben ohne Kohlenstoff geben, das wäre dann aber von uns geschaffen.

    Zitat Susanne Päch:

    Wie Leben im Kosmos entsteht, dafür hat die Astrologie bis auf Weiteres also nur ein Anschauungsmaterial: den Kohlenstoff-Chemismus auf der Erde.

    Ja, wobei einges dagegen spricht, dass das Leben auf der Erde entstand. Das wichtigste aber, was dagegenspricht, ist die Tatsache, dass selbst einfachste Einzeller über mehr als hundert Gene mit jeweils mehr als 100 Basenpaaren verfügen und dass solche einfache, fossile Einzellerüberreste teilweise auf ein Alter von 4 Milliarden Jahren geschätzt werden, dass sie also fast von Beginn weg auf der Erde existierten. Mit andern Worten: vieles spricht dafür, dass die ersten Einzeller bereits eine milliardenjahrelange Evolution hinter sich haben und dass Vorstufen des Lebens bereits kurz nach dem Urknall entstanden. Das spricht also dafür, dass das Leben anderswo entstand und auf die Erde migriert ist (ja wir sind alle Migranten). Wenn es Leben im Enzeladus-Ozean gibt, dann wird dieses Leben wahrscheinlich den gleichen Ursprung haben wie das Leben auf der Erde. Ich habe keinen Zweifel daran, dass unsere Galaxie voller Leben ist. Das grosse Wunder ist wenn schon, dass das Leben auf der Erde 4 Milliarden Jahre lang durchgehalten hat. Menschen wie uns wird es wohl nirgendswo sonst schon geben, denn dazu braucht es eine sehr lange Inkubationszeit und unendlich viel Glück.

  2. @ Martin Holzherr, stimme Ihnen zu, dass es kein Leben im irdischen Sinn geben kann ohne Kohlenstoff. Das schließt jedoch nicht aus, dass es andere Arten von Leben auf anderer Grundlage geben könnte. Kommunikationsfähig wären wir mit dieser Art von Leben allerdings wohl eher nicht! Vielleicht können wir es nicht einmal als lebendig erkennen. Und das wiederum könnte schlimme Konsequenzen haben vielleicht erkennen wir es da draußen nicht, wenn wir – geschützt in einem Raumanzug – drüber laufen …

    • @Susanne Päch: Die Kohlenstoffchemie übertrifft an Möglichkeiten die Chemie jedes anderen Elements.

      Doch es gibt Leute, die ganz exotische Formen von Leben oder Bewusstsein für möglich halten und die etwa denken ein Neutronenstern mit seinen sich superfluid bewegenden Bestandteilen könne komplizierte Konfigurationen einnehmen und gar ein Bewusstsein entwickeln (siehe dazu Is the Universe Conscious?). Das erinnert etwas an Solaris von Lem/Tarkowsky.

      • @Martin Holzherr: ja, Solaris, oder auch kommunizierende, lebende Kristalle … naja, ich finde, es muss erlaubt sein, die Gedanken fliegen zu lassen, solange es keine “absoluten” Argumente dagegen gibt. Und ja, Kohlenstoff ist einzigartig – aber es sind ja auch die Randbedingungen von Planeten. Es könnten sich auch in “extremen” Umgebungen zwar nur selten, aber eben doch exotische Formen außerhalb von Kohlenstoff entwickeln.

  3. @Gefrorene Mikroben

    Wenn es im Enceladus-Ozean Mikroben gibt, müssten die doch mit den Wasserfontänen mitgerissen werden, und mit dem Schnee auf die Mondoberfläche zurückfallen und sich dort ablagern. Wenn man eine Raumsonde dahin schickt, könnte diese von diesen Schnee eine Menge einsammeln, diesen verflüssigen und filtrieren. Dieses Filtrat könnte man dann mit einem automatisiertem Mikroskop vor Ort auf gefrorene Mikroben untersuchen.

    Ähnlich könnte man den gefrorenen Schneematsch, den man an den Eisspalten auf Europa vermutet, einsammeln und einschmelzen, filtrieren und ebenso mikroskopisch untersuchen.

    Wenn man dann tatsächlich fündig wird, kann man im nächsten Schritt klären, ob diese Organismen mit den Irdischen verwandt sind. Das wäre spannend, vor allem wenn es keine Verwandtschaft gibt, dann würde wohl auf allen geeigneten Exoplaneten Leben entstehen können.

    • @Herrn Jeckenburger: Das ist genau richtig. Weil sie eben “mitgerissen” werden, konnten, sie ja in den Fontänen mit der Fernerkundung schon nachgewiesen worden. Doch diese Bruchstücke reichen nicht aus für die Beantwortung der Frage, daher untern runter.

  4. Wäre es nicht vorstellbar, dass sich an anderen Orten in den heterogenen evolutionären Prozessen Leben nicht auf Kohlenstoffbasis, sondern mit ganz anderem Chemismus bildet und das dann zu ganz anderen Lebensformen geführt haben könnte? [Artikeltext]

    Wichtig hier die Idee, dass Energie, sie gibt es im sog. Weltall häufig bis regelmäßig sozusagen, gerade auch in räumlicher Zusammenkunft mit sog. Sternen, die primären Energieerzeuger sind bzw. zu sein scheinen, sozusagen, auf jede nur denkmögliche Art und Weise Leben erzeugen kann, bewusstes Leben, Leben, dass sich auch so ausdrücken kann, als Leben, nicht nur als Baum sozusagen, ergo intelligent sein könnte.

    Auch bei Temperaturen, die in Richtung 0 K gehen,
    Dann womöglich ein wenig langsamer.
    >:->

    Zudem könnte Leben auch sog. Materie umsetzen, um sich so zu erhalten, der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt.
    Energie, so theoretisierte ist sozusagen überall vorrättig.
    Zudem muss menschliche Phantasie mit ihren Grenzen nicht wie gemeint prohibitiv wirken.

    Der Weltbetreiber sozusagen könnte Leben sein, der sich beizeiten hier sozusagen reflektiert.

    Mit freundlichen Grüßen
    Dr. Webbaer

  5. Dr. webbaer,
    Unser Ozean als Gesamtheit kann eine intelligente Lebensform sein, nur wir erkennen das nicht . . Wir leben weil Bakterien in uns leben. Also niederwertige Lebensformen die höherwertige ermöglichen. Der Ozean als Organismus ist die niederwertige Lebensform in der die höherwertigen Lebensformen leben, genau wie beim Menschen.

    • Es gibt die Gaia-Hypothese, die hier allerdings abgelehnt wird :

      -> https://de.wikipedia.org/wiki/Gaia-Hypothese

      Denn sie scheint eine wenig taugliche Idee, Sicht oder Unterstellung zu sein, Dr. Webbaer hat zudem vor langer Zeit ‘Macrolife’ von George Zebrowski gelesen, fand er nicht so-o gut.

      Dies – ‘Aber genauso gut könnte es sein, dass wir uns der Entstehung von Leben auf anderen Welten aufgrund dieses einzigen uns bekannten Referenzsystems mit einer zu engen, einer zu menschlich fokussierten Betrachtungsweise nähern.’ – muss wohl so sein.

      Mit freundlichen Grüßen
      Dr. Webbaer

  6. “Sind wir allein im Kosmos ?”
    Der Kosmos schafft-wenn ich den Naturgesetzen folge – mit Sicherheit überall Formen von Intelligenz, schon aus der Evolution heraus. Er wird auch so gesehen Intelligenzformen schaffen die dieser Spezies Mensch um Jahrtausende/Jahrmillionen überlegen ist und andere moralische und ethische Normen des Zusammenlebens vertritt.. Warum sollte sich solche Intelligenz ,wenn sie denn diese Erde mit ihren technischen Mitteln längst analysiert hat, mit diesem Homo sapiens unbedingt kommunizieren, versteht dieser doch nicht einmal sein eigenes Gehirn ?! Es ist wie der Ameisenhaufen im Wald. Wir können mit diesen Ameisen nicht kommunizieren weil uns evolutionäre Welten trennen. Vielleicht würde der Mensch den technischen Fortschritt der von dieser hochentwickelten Intelligenz ausgeht wieder für seine Machtinteressen, sprich Rüstungsindustrie nutzen…

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