Wenn man unsere Erde aus dem All nach Anzeichen für Leben absuchen würde, wäre schon die Zusammensetzung der Atmosphäre ein erstes Indiz. Denn sie enthält mehr Sauerstoff als allein durch geochemische Prozesse erklärbar wäre. Der Hauptproduzent des Atemgases ist die irdische Pflanzenwelt. Auch andere chemische Verbindungen wie organische Kohlenwasserstoffe können – müssen aber nicht – ein Anzeiger für Leben auf einem Planeten sein. Häufig jedoch ist bei diesen Gasen nicht eindeutig feststellbar, ob sie aus biologischen oder geochemischen Quellen stammen. Deshalb suchen Wissenschaftler nach Chemikalien, die eine eindeutige, unverwechselbare Biosignatur darstellen könnten. “Idealerweise sollten lebende Organismen die einzige Quelle einer solchen Biosignatur sein und sie sollte im Spektrum starke, präzise charakterisierte Linien ohne große Kontaminationen erzeugen”, erklären Jane Greaves von der Cardiff University und ihre Kollegen. “Normalerweise werden diese Kriterien aber nicht alle erfüllt.”
Monophosphan als Biosignatur?
Als ein möglicherweise vielversprechender Kandidat für eine Biosignatur gilt Monophosphan (PH3), früher auch als Phosphin bezeichnet. Dieses geruchlose Gas ist für den Menschen und die meisten tierischen Organismen hochgiftig, wird aber von einigen unter sauerstoffarmen Bedingungen lebenden Bakterien produziert und freigesetzt. Die Erdatmosphäre enthält daher winzige Spuren dieses Gases – in Konzentrationen von wenigen Molekülen pro einer Billion Luftmoleküle (parts per trillion, ppt). “Das Phosphin ist eng mit anthropogener Aktivität sowie der Präsenz von mikrobiellem Leben verknüpft”, erklären Greaves und ihr Team. Denn auf rein chemischem Wege entsteht dieses Gas im Sonnensystem nur in den reduzierenden Atmosphären der Gasplaneten, auf den Gesteinsplaneten dagegen würde es sofort von den oxidierenden Gesteinskrusten und Atmosphären zerstört. “Daher erfüllt das Monophosphan die meisten Kriterien für eine Biosignatur, auch wenn seine spektralen Merkmale durch die Erdatmosphäre stark gestört werden”, so die Forscher.
Ausgehend von dieser Überlegung, haben Greaves und ihre Kollegen nun zwei leistungsfähige Teleskope genutzt, um nach der Signatur von Phosphin bei unserem Nachbarplaneten Venus zu suchen. Denn wie sie erklären, ist das Sonnensystem ein wichtiges Testfeld, um Nachweismethoden für die Suche nach Leben und mögliche Biosignaturen auszutesten. Für ihre Analyse werteten die Forscher Spektraldaten des James-Clerk-Maxwell-Radioteleskops auf Hawaii und des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile aus. Sie visierten die Wolken der Venus in den Jahren 2017 und 2019 mit diesen Teleskopen an. Zur Überraschung der Wissenschaftler zeigten sich nach aufwändiger Aufbereitung und Filterung der Daten in den Spektren beider Teleskope die Signatur von Phosphin. Angesichts dieser Übereinstimmung bei zwei zeitlich getrennten Messungen mit zwei verschiedenen Anlagen schließen sie, dass es in der Wolkendecke der Venus geringe Mengen dieser Phosphorverbindung geben muss. “Wir können keine andere chemische Verbindung außer Phosphin finden, die die von uns beobachteten Merkmale erklären könnte”, so die Forscher.
