Leben ohne Wasser?: Könnte es auf einem anderen Planeten geben

Flüssiges Wasser ist – so die vorherrschende Meinung unter Wissenschaftlern – die Voraussetzung für die Entstehung und den Fortbestand von Leben auf anderen Planeten. Doch das muss nicht so sein, erklärt jetzt ein internationales Forschungsteam.

Sogenannte „ionische Flüssigkeiten“ – flüssige Salze – könnten demnach die Rolle von Wasser als Lösungsmittel für biologische Prozesse übernehmen. Und wie Laborexperimente des Teams zeigen, könnten solche Flüssigkeiten auf vielen wasserlosen Gesteinsplaneten existieren. Damit könne es weitaus mehr lebensfreundliche Welten geben als bislang angenommen, so die Wissenschaftler im US-amerikanischen Fachblatt „Proceedings of the National Academy of Sciences“.

Vielleicht nicht so lebensfeindlich wie gedacht

„Viele Exoplaneten werden als lebensfeindlich angesehen, weil sie an der Oberfläche zu warm für flüssiges Wasser sind“, erläutern Rachana Agrawal vom Massachusetts Institute of Technology und ihre Kollegen. Wasser besitzt als Lösungsmittel Eigenschaften, die für biologische Moleküle von Nutzen sind – es kann einerseits Reaktionen fördern, ohne andererseits toxisch zu wirken.

Zwar haben Astrobiologen durchaus über Alternativen wie flüssiges Methan oder Schwefelwasserstoff nachgedacht. Doch diese Flüssigkeiten haben stets Nachteile: Schwefelwasserstoff etwa ist chemisch so aggressiv, dass er viele Biomoleküle zu schnell zersetzt.

Doch ionische Flüssigkeiten könnten eine Alternative zu Wasser sein, wie Agrawal und ihr Team jetzt berichten. Darunter verstehen Forscher Salze, die einen niedrigen Schmelzpunkt besitzen und deshalb schon bei Temperaturen unter hundert Grad Celsius flüssig sind. Im Gegensatz zu Wasser bestehen sie nicht aus elektrisch neutralen Molekülen, sondern aus elektrisch negativen und positiv geladenen Ionen.

Was sind ionische Flüssigkeiten?

Zwar gibt es Tausende bekannte ionische Flüssigkeiten, doch diese sind alle künstlich hergestellte Produkte. „Bislang hat man ionische Flüssigkeiten daher nicht als natürlich vorkommende Substanzen angesehen“, so die Wissenschaftler. Deshalb wurden sie auch nicht als mögliche Basis für Leben in Betracht gezogen.

Doch unter Voraussetzungen, die auf vielen trockenen Gesteinsplaneten erfüllt sein könnten, ist die Entstehung von ionischen Flüssigkeiten möglich. Im Labor hat das Team um Agrawal die Bedingungen auf trockenen Gesteinsplaneten über einen weiten Bereich von Druck und Temperatur simuliert. Dabei zeigte sich: Ionische Flüssigkeiten können sich dort aus Schwefelsäure und stickstoffhaltigen organischen Molekülen bilden.

Nötige Stoffe durchaus vorhanden

Beide Stoffe könnten auf solchen Planeten häufig vorkommen. So gelangt durch Vulkanismus Schwefel in die Atmosphäre, aus dem sich Schwefelsäure bilden kann. Und stickstoffhaltige organische Moleküle kommen bereits im Weltall sowie in Kometen und Meteoriten vor – also vermutlich auch auf vielen jungen Planeten.

Die Forscher heben einen entscheidenden Vorteil solcher Flüssigkeiten hervor: Sie besitzen einen extrem niedrigen Dampfdruck und würden deshalb auch auf Planeten mit sehr dünnen Atmosphären oder sogar ganz atmosphärelosen Welten stabil sein, ohne zu verdampfen wie Wasser.

Damit könne es also eine weitere Klasse von Planeten geben, die für Leben geeignete Flüssigkeiten auf ihrer Oberfläche besitzen, so Agrawal und ihre Kollegen: „Das erweitert das Konzept der planetarischen Lebensfreundlichkeit über das traditionelle Wasser-Paradigma hinaus.“