Gibt es wirklich Leben auf der Venus?

Im vergangenen Jahr entdeckten Wissenschaftler der Royal Astronomical Society des Vereinigten Königreichs das Vorhandensein von Phosphin in der Atmosphäre der Venus. Die Phosphinkonzentration in der Atmosphäre übersteigt die Menge, die durch nicht-biologische Mechanismen erzeugt werden kann. Dies könnte auf die Existenz einer unbekannten Lebensform in der Atmosphäre der Venus hindeuten. Gibt es also Leben auf der Venus? Warum wird Phosphin als Beweis für die Existenz von Leben verwendet?

Lassen Sie mich heute mit Ihnen darüber sprechen. Persönliche Meinung: Es kann nur als Möglichkeit bezeichnet werden, nicht als absolute Tatsache. Warum? Bitte schauen Sie nach unten.

01. Was genau ist Phosphin?

Was genau ist das PH3 (Phosphin), das diesmal auf der Venus entdeckt wurde? Tatsächlich handelt es sich nach der Erkenntnis der Erde um ein Lebensgas.

Phosphin ist ein farbloses, hochgiftiges, brennbares, verflüssigtes Druckgas, das in Flaschen mit der chemischen Formel PH3 gelagert wird.

Allerdings handelt es sich bei diesem Gas nicht um gewöhnliches Gas, da es im Allgemeinen nicht einfach zu erzeugen ist. Mit anderen Worten, es ist im Allgemeinen schwierig, es durch die natürliche Umgebung zu erzeugen.

Dementsprechend wird dieses Gas im biologischen Stoffwechsel, insbesondere in Abwesenheit von Sauerstoff, leicht von anaeroben Organismen produziert. Dieses giftige Gas kommt bekanntermaßen auf natürliche Weise in anaeroben Umgebungen sowie in Abwasser- und Deponiegasen vor.

Die folgende Abbildung zeigt beispielsweise das PH3, das bei der Fermentation von Schweinegülle entsteht (das andere CH4 ist auch der Hauptbestandteil von Biogas, den jeder kennt – Methan).

Die Pilze, die es produzieren können, sind ebenfalls anaerobe Organismen

Wenn es sich jedoch um eine rein natürliche Umgebung ohne lebende Organismen handelt, wäre die Erzeugung von PH3 etwas mühsam.

Bei der industriellen Herstellung von PH3 läuft die Reaktion beispielsweise wie folgt ab:

3 KOH + P3 KOH + p4+ 3 H+ 3 h2O → 3 KHO →3 KH2PO+ PH+ PH 3

Allerdings mangelt es in der bekannten natürlichen Umgebung an Reduktionsmitteln, die stark genug sind, um Phosphat direkt in Phosphin umzuwandeln. Aus diesem Grund ist jeder der Meinung, dass dieses Gas eine Spur von Lebensaktivitäten oder einfach ein Produkt anaerober Organismen sein müsste.

Tatsächlich kommt Phosphin in der Erdatmosphäre vor, wenn auch in sehr geringen Konzentrationen.

Die folgende Abbildung zeigt beispielsweise den Phosphingehalt der Atmosphäre, der in mehreren Studien ermittelt wurde [1].

Der Hauptgrund, warum keine anderen Gase verwendet werden, liegt darin, dass das PH3-Spektrum relativ speziell ist und sich leicht von anderen lebenscharakteristischen Spektren unterscheiden lässt.

02. Gibt es anaerobe Organismen auf der Venus?

Können wir also schlussfolgern, dass es auf der Venus anaerobes Leben gibt? Die Antwort ist nein.

1. Erstens haben wir keine direkten Beweise für die Existenz anaeroben Lebens auf der Venus.

Tatsächlich liegen uns bislang keine Beweise für die Existenz von Leben auf einem außerirdischen Körper vor. Um wirklich sicher zu sein, müssen wir also die Mikroorganismen der Venus einfangen.

2. Kann Phosphin als Goldstandard für Leben verwendet werden? Ich denke, das ist eine Diskussion wert.

Obwohl wir im Allgemeinen davon ausgehen, dass auf der Erde nicht genügend Reduktionsmittel zur Produktion von PH3 vorhanden sind, ist die Beweiskette, die darauf schließen lässt, dass dies auch auf der Venus der Fall sein muss, unvollständig.

3. Nicht nur Venus

Tatsächlich wurde PH3 auch in der turbulenten Atmosphäre des Jupiters gefunden.

Aber wie wir alle wissen, ist Jupiter ein Ballon. Der pH-Wert 3 des Jupiters wurde in seinem heißen Inneren gebildet und reagierte mit anderen Verbindungen in seiner oberen Atmosphäre.

03. Warum ist es möglich, dass es auf der Venus Leben gibt?

Warum ist es also möglich, dass es Leben auf der Venus gibt? Dies basiert auf unserem Verständnis der Erde. Wir glauben, dass PH3 das Produkt anaerober Organismen sein sollte. Die Entdeckung der Venus scheint mit dieser Spekulation übereinzustimmen[2].

Die folgende Abbildung ist der Kernbeweis dieses Artikels:

10 ppb Phosphin. Natürlich schlossen die Autoren auch einige andere Faktoren aus, etwa ob Gasreaktionen, Licht-/geochemische Reaktionen oder exogene Nichtgleichgewichtseingaben PH3 auf der Venus erzeugen könnten usw., und glaubten, dass die biologische Produktion wahrscheinlicher sei.

Natürlich sind die Umweltbedingungen auf der Venus nicht so rau, wie alle denken. Beispielsweise sind die atmosphärischen Bedingungen auf der Venus gut. Die Temperatur ist ebenfalls akzeptabel (0–60 °C) und der Druck ist ebenfalls akzeptabel (0,4–2 Atmosphären)[3].

Zum Beispiel Sulfid, Kohlendioxid und Wasser. Wenn wir vergleichen müssen, nehmen wir an, dass es Leben auf der Venus gibt.

Dann könnte das Leben auf der Venus im selben Zeitraum wie auf der Erde entstanden sein – vor 3,5 Milliarden Jahren.

Zu dieser Zeit gab es möglicherweise eine große Anzahl anaerober Bakterien auf der Erde. Erst vor 3,2 Milliarden Jahren begann die Photosynthese auf der Erde in großem Umfang aufzutreten und Sauerstoff freizusetzen.

04. Forschung zur Existenz von Leben auf der Venus

Ich musste an eine andere Studie aus dem Jahr 2018 denken, die ebenfalls sehr interessant und ausführlicher war als dieser Nature-Artikel [4].

Sie verglichen zunächst die atmosphärischen Spektren der Venus und der Erde und stellten fest, dass die beiden gegensätzlich waren. Da die Erdatmosphäre zu 21 % aus Sauerstoff besteht, ist die Venus das Gegenteil der Erde.

Bilder von Wolken auf der Venus (A–H) und der Erde (I–N), die die Beziehung zwischen Kontrast und Wellenlänge veranschaulichen.

Als nächstes wurde entdeckt, dass die Atmosphäre der Venus eine spektrale Absorption durch unbekannte Substanzen enthielt (insbesondere zwischen 330 und 600 Nanometern). Dies ist auch der zentrale Ausgangspunkt.

FEIGE. 2. Die Spektren der Venus, gemessen von Morozet al. (1985), Irvine (1968), Travis (1975), Wallaceet al. (1972) (skaliertes geometrisches Albedo), MESSENGER (Perez-Hoyoset al., 2013; Pérez-Hoyoset al., 2017) und Barkeret al. (1975), einschließlich der unerklärten Absorption, berechnet aus der Differenz zwischen dem VIRA-Wolkenmodell und den MESSENGER-Spektren. Das reale Venusspektrum variiert je nach Ort und Zeit, daher ist die Restkurve beispielhaft und nicht endgültig.

Wie wäre es mit einem Vergleich mit den Frequenzspektren einiger bekannter Lebewesen auf der Erde?

Vergleich von Katalasespektren von E. coli und den Fe–S-Proteinen von Acidithiobacillus ferrooxidans und Acinetobacter gyllenbergii (A) und verschiedenen Cofaktoren und biochemischen Molekülen, darunter Biopterinen, Carotinoiden und Chlorophyllen a, b und f (B).

Nun, es gibt Ähnlichkeiten, und wenn die Wolken der Venus tatsächlich Leben beherbergen, dann wäre das eine gute Erklärung für diese spektralen Überschneidungen.

Mit den Worten des Autors: Es ist sehr ähnlich (verlockend).

verlockend ähnlich den Absorptionseigenschaften terrestrischer biologischer Moleküle

Lassen Sie uns also weiterhin der Hypothese nachgehen, dass es Organismen auf der Venus gibt, und weiter berechnen, wie anaerobe Organismen PH3 produzieren, wenn es auf der Venus anaerobe Organismen gibt.

Diagramm der auf Eisen und Schwefel fokussierten metabolischen Redoxreaktionen, die in den Venuswolken auftreten könnten, wobei sich Fe3+/2+-Komplexe auf anorganische und organische Liganden beziehen und gepunktete Pfeile auf mögliche Redoxzyklen verweisen.

1. Die Phosphinkonzentration auf der Venus ist nicht gering. Dies bedeutet, dass es sich hierbei nicht um ein zufälliges Phänomen handelt und dass solch hohe Konzentrationen von einer großen Anzahl anaerober Organismen erzeugt worden sein müssen.

2. Der Bewegungsbahn der Venus zufolge müsste es theoretisch kontinuierlich anaerobe Organismen geben, die Phosphin produzieren, um die Phosphinkonzentration in ihrer Atmosphäre aufrechtzuerhalten.

3. Die Atmosphäre der Venus fördert die Entstehung von Leben.

Schon 1967 schlugen Forscher vor, dass die Venus bewohnbar sei, und 1999 schlug Cockell vor, dass die Bedingungen in der mittleren und unteren Atmosphäre für ein biologisches Überleben geeignet seien. Obwohl große Höhen zum Gefrieren führen können, sind Mikroorganismen dort nicht unbedingt abgetötet.

Auf der Venus selbst gibt es einige objektive physikalische und chemische Bedingungen, die Leben hervorbringen können, wie etwa Sulfid, Kohlendioxid und Wasser.

Sie kamen daher zu einer hypothetischen Schlussfolgerung: Auf der Venus könnten anaerobe Organismen leben, die kontinuierlich PH3 produzieren.

Schließlich war die Suche nach außerirdischem Leben schon immer eine wichtige Bedeutung des Blicks zu den Sternen. Das Universum ist so groß, wir sollten nicht allein sein.

1. Glindemann, Dietmar, Ulrich Stottmeister und Armin Bergmann. „Freies Phosphin aus der anaeroben Biosphäre.“ Umweltwissenschaften und Umweltverschmutzungsforschung 3.1 (1996): 17-19.

2. Greaves, JS, Richards, AMS, Bains, W. et al. Phosphingas in den Wolkendecken der Venus. Nat Astron (2020).

3. Irwin, Louis N. und Dirk Schulze-Makuch. „Die Astrobiologie fremder Welten: Bekannte und unbekannte Lebensformen.“ Universe6.9 (2020): 130.

4. Schulze-Makuch, Dirk, et al. „Eine auf Schwefel basierende Überlebensstrategie für mutmaßliches phototrophes Leben in der Venusatmosphäre.“ Astrobiologie 4.1 (2004): 11-18.