Das Leben gedeiht bei stabilen Temperaturen. Auf der Erde wird dies durch den Kohlenstoffkreislauf erleichtert. Wissenschaftler von SRON, VU und RUG haben ein Modell entwickelt, das die Existenz eines Kohlenstoffkreislaufs auf Exoplaneten vorhersagt, sofern Masse, Kerngröße und Menge an CO² bekannt sind.
Die Forscher stellten fest, dass Astronomen bei der Suche nach Leben auf Planeten außerhalb unseres Sonnensystems nicht in der Lage sind, Bilder zu machen, um zu sehen, was dort vor sich geht. Moderne Teleskope haben dafür nicht die nötige räumliche Auflösung – Exoplaneten sind zu klein und weit entfernt. Die Atmosphäre des Planeten kann jedoch viele Informationen über das Objekt liefern. So können Wissenschaftler bestimmen, welche Materialien sich in der Atmosphäre von Exoplaneten befinden.
Auf der Suche nach Leben ist Kohlenstoff wegen der dämpfenden Wirkung des Kohlenstoffkreislaufs auf Erwärmung und Abkühlung für Forscher von großem Interesse. Dank dieses Zyklus hat die Erde immer eine für das Leben geeignete Temperatur beibehalten, während die Sonne in den letzten Milliarden Jahren um 20 % heller geworden ist.
Auch interessant: Das TESS-Teleskop half bei der Untersuchung des Exoplaneten KELT-9 b, der heißer ist als manche Sterne
Wissenschaftler haben ein Modell entwickelt, das die Masse und Kerngröße des Exoplaneten mit der CO²-Menge in seiner Atmosphäre in Beziehung setzt. Astronomen können diese drei Faktoren nun für einen Exoplaneten mit einem Teleskop quantifizieren, und das Modell wird Aufschluss darüber geben, ob dort möglicherweise ein Kohlenstoffkreislauf existiert. Masse und Größe des Planetenkerns sind weitere Faktoren, da sie die Plattentektonik, die eine Schlüsselrolle im Kohlenstoffkreislauf spielt, stark beeinflussen.
Der Kohlenstoffkreislauf übt eine dämpfende Wirkung auf die Temperaturänderung aus, da er bei Erwärmung des Planeten mehr CO² aufnimmt, was zu einer Verringerung des Treibhauseffekts führt. Wenn es kälter wird, tritt der umgekehrte Effekt ein. Der erste Schritt im Kreislauf ist die Verwitterung: Gesteine reagieren mit CO² und Regenwasser zu Bikarbonat (HCO³). Es setzt sich in Form von Sedimentgestein (CaCO³) auf dem Meeresboden ab und ein kleiner Teil des Kohlenstoffs löst sich als Restprodukt im Meerwasser. Die Plattentektonik transportiert dann Sedimentgesteine in den Erdmantel. Die Vulkane geben dann das CO² aus dem Sedimentgestein wieder an die Atmosphäre ab.
„Wir wissen nicht, ob es andere Planeten mit Plattentektonik und einem Kohlenstoffkreislauf gibt“, sagte Mark Oosterloo, Hauptautor der Studie. - In unserem Sonnensystem ist die Erde der einzige Planet, auf dem wir den Kohlenstoffkreislauf entdeckt haben. Wir hoffen, dass das neue Modell zur Entdeckung eines Exoplaneten mit einem Kohlenstoffkreislauf und damit möglicherweise Leben beitragen kann."
Lesen Sie auch: