Ozeanplaneten möglicherweise weniger lebensfreundlich als vermutet

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Künstlerische Interpretation eines Wasser- bzw. Ozeanplaneten.

Copyright: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

Bern (Schweiz) – Schweizer und deutsche Wissenschaftler haben ein neues Modell entwickelt, mit dem sie den CO2-Zyklus auf Ozeanplaneten jenseits unseres Sonnensystems untersuchen können. Angewandt auf die Wasserwelten zeigt sich, dass sich dieser Zyklus negativ auf die Stabilität des Klimas und damit auch auf die Lebensfreundlichkeit dieser Planeten auswirkt.

“Ozeanplaneten sind eine spezielle Klasse von Planeten, welche sich dadurch auszeichnen, dass sie – im Gegensatz zur Erde – von einem tiefen globalen Ozean dominiert sind”, erläutert die Presseinformation der Universität Bern. “Sie kommen in unserem Sonnensystem zwar nicht vor, ihre Existenz wird aber in extrasolaren Planetensystemen vermutet.”

Wie die Forscher um Daniel Kitzmann vom Center for Space and Habitability (CSH) an der Berner Universität gemeinsam mit Kollegen vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) vorab auf “ArXiv.org” und aktuell im Fachjournal “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” berichten, bieten Ozeanplaneten zwar auf den ersten Blick sehr lebensfreundliche Bedingungen, da ihre Oberfläche jeweils vollständig mit Wasser bedeckt ist, allerdings habe diese große Wassermenge auch einen stark negativen Einfluss auf das Klima eines Ozeanplaneten:

“Bedeckt viel Wasser den Planeten, steigt der Druck am Grund des Ozeans so stark an, dass das Wasser dort in Form von exotischem Hochdruckeis (sogenanntem Eis VII und Eis VI) vorkommt”, so die Forscher. “Es hat eine derart hohe Dichte, dass es sich auf dem Meeresboden ablagert. Dort bildet es eine Barriere zwischen dem Gestein auf dem Meeresgrund und dem Wasser darüber – und unterbindet so den Austausch von Kohlendioxid (CO2) zwischen dem planetaren Gesteinsmantel und dem Ozean.”

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Der atmosphärische Gehalt von CO2 übt demnach einen großen Einfluss auf die Oberflächentemperatur eines Planeten aus und ist somit ein entscheidender Faktor für dessen Lebensfreundlichkeit, wie Daniel Kitzmann erläutert. In ihrer Studie konzentrierten sich die Wissenschaftler daher auf den Austausch von CO2 zwischen dem Ozean und der Atmosphäre. Im Gegensatz zum gesteinsbasierten sogenannten Carbonat-Silikat-Zyklus, der auf der Erde den CO2-Gehalt der Atmosphäre reguliert und das Klima langfristig stabilisiert, hat der rein wasserbasierte CO2-Zyklus auf einem Ozeanplaneten einen destabilisierenden Einfluss.

Der wasserbasierte CO2-Zyklus ist wesentlich bestimmt durch die Löslichkeit von CO2 im Wasser, das heißt durch die Aufnahme oder Abgabe von atmosphärischem CO2 durch den Ozean. Dieser Prozess ist stark temperaturabhängig: “Bei einer Abkühlung der Atmosphäre und des Ozeans – etwa aufgrund einer Verringerung der Sonnenaktivität – nimmt das Wasser wesentlich mehr CO2 auf und entzieht der Atmosphäre damit dieses wichtige Treibhausgas, was sie wiederum weiter abkühlen lässt. Erwärmen sich die Atmosphäre und der Ozean hingegen, wird zunehmend das im Ozean gebundene CO2 freigesetzt. Das verstärkt den atmosphärischen Treibhauseffekt und damit die Erwärmung.”

Dieser destabilisierende CO2-Zyklus führt laut Daniel Kitzmann zu einer wesentlich kleineren habitablen Zone als ursprünglich vermutet. Obwohl ein Ozeanplanet also im Prinzip das für Leben benötigte Wasser in großen Mengen zur Verfügung habe, so der Forscher, führe gerade dieses dazu, dass die Wahrscheinlichkeit, dort Leben zu finden, kleiner sei als für erdähnliche Planeten. “Zusammengefasst kann man sagen: Zu viel Wasser ist schlecht fürs Leben.”

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