State College – Es könnte mehr lebensfreundliche Exoplaneten in der Milchstraße geben als bislang angenommen – zumindest wenn es nach den Untersuchungen von US-Wissenschaftern von der Pennsylvania State University geht. Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass aktive Plattentektonik – im Unterschied zu bisherigen Annahmen – keine elementare Voraussetzung für jene Bedingungen sein muss, die zur Entwicklung von höherem Leben führen.

Warum bisher Plattentektonik für so wichtig gehalten worden war, liegt an den Beobachtungen des Kohlendioxidkreislaufs der Erde: CO2 in der Atmosphäre sorgt durch den Treibhauseffekt für eine Erwärmung der Oberfläche, was bei ansonsten eher kühlen Planeten eine gute Sache ist. Ein wichtiger Teil diese Treibhausgases wird von Vulkanen freigesetzt.

Wichtige CO2-Balance

Zuviel davon führt allerdings zu einer unkontrollierten Aufschaukelung in der Atmosphäre. Geologische Mechanismen können diese wiederum weitgehend im Zaum halten. "Durch Verwitterung gerät Kohlenstoff in den Boden und letztlich durch die Plattentektonik wieder tief ins Erdinnere", sagt Bradford Foley, Hauptautor der nun im Fachjournal "Astrobiology" präsentierten Studie. "Eine Balance dieser beiden Prozesse sorgt dafür, dass Kohlendioxid auf einem bestimmten Niveau bleibt, was langfristig für ein einigermaßen stabiles Klima unabdingbar ist."

Nachdem die meisten terrestrischen Vulkane an den Grenzen von tektonischen Platten zu finden sind, war man der Meinung, dass ohne Plattentektonik wohl keine entsprechenden atmosphärischen Bedingungen herrschen können, die für die Entstehung von komplexem Leben stabil genug seien. Aktuelle Computersimulationen ließen die Wissenschafter nun allerdings zu einem anderen Schluss gelangen.

Vielversprechende Planetenmodelle

Die Forscher um Foley und Andrew Smye, ebenfalls von der Penn State University, entwickelten hunderte virtuelle Exoplanetenmodelle, die sich untereinander durch Größe und chemische Zusammensetzung unterschieden. Viele der Modellwelten besaßen eine durchgehende Oberfläche, die keine tektonische Aktivität aufwiesen. Die Ergebnisse für diese speziellen Exoplaneten überraschten die Forscher, denn auch sie stellten Bedingungen bereit, unter denen Wasser mehrere Milliarden Jahre hindurch flüssig bleiben kann.

"Auch auf Welten mit durchgehenden Oberflächen ohne Platten kann es Vulkanismus geben, auch wenn dieser Vulkanismus wohl nicht so lange anhält, wie auf der Erde", sagt Smye. "Das dabei entstehende CO2-Defizit wird nach unseren Berechnungen unter bestimmten Umständen durch Ausgasungen aus dem Planeteninneren kompensiert." Letztendlich ergab die Studie, dass es Exoplaneten ohne Plattentektonik geben könnte, die kontinuierlich genug CO2 aus ihrem Inneren entweichen lassen, um über lange Zeiträume hinweg für weitgehend moderate Temperaturen zu sorgen. (tberg, 4.8.2018)