Atmosphärische BedingungenBearbeiten
Obwohl die Möglichkeit von Leben in der Nähe der Venusoberfläche gering ist, herrschen in den Höhen von etwa 50 km über der Oberfläche milde Temperaturen, und daher gibt es immer noch einige Meinungen, die eine solche Möglichkeit in der Venusatmosphäre befürworten. Diese Idee wurde erstmals 1950 von dem deutschen Physiker Heinz Haber vorgebracht. Im September 1967 veröffentlichten Carl Sagan und Harold Morowitz in der Zeitschrift Nature eine Analyse der Frage des Lebens auf der Venus.
Bei der Analyse der Missionsdaten der Venera-, Pioneer-Venus- und Magellan-Missionen wurde festgestellt, dass Carbonylsulfid, Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid zusammen in der oberen Atmosphäre vorhanden waren. Venera entdeckte auch große Mengen giftigen Chlors direkt unter der Wolkendecke der Venus. Carbonylsulfid lässt sich anorganisch nur schwer herstellen, kann aber durch Vulkanismus erzeugt werden. Schwefelsäure wird in der oberen Atmosphäre durch die photochemische Wirkung der Sonne auf Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Wasserdampf erzeugt. Die Neuanalyse der Pioneer-Venus-Daten im Jahr 2020 hat ergeben, dass ein Teil der Chlor- und alle Schwefelwasserstoff-Spektralmerkmale stattdessen mit Phosphin in Verbindung stehen, was bedeutet, dass die Chlorkonzentration niedriger ist als angenommen und Schwefelwasserstoff nicht nachgewiesen werden kann.
Die Sonnenstrahlung beschränkt die atmosphärische bewohnbare Zone auf eine Höhe zwischen 51 km (65 °C) und 62 km (-20 °C), innerhalb der sauren Wolken. Es wurde spekuliert, dass die Wolken in der Venusatmosphäre Chemikalien enthalten könnten, die Formen biologischer Aktivität auslösen können.
Potenzielle BiomarkerEdit
Unbekannte AbsorberEdit
Es wurde spekuliert, dass hypothetische Mikroorganismen, die die Atmosphäre bewohnen, wenn sie vorhanden sind, das von der Sonne ausgestrahlte ultraviolette Licht (UV) als Energiequelle nutzen könnten, was eine Erklärung für die dunklen Linien (genannt „unbekannte UV-Absorber“) sein könnte, die in den UV-Fotos der Venus beobachtet werden. Die Existenz dieser „unbekannten UV-Absorber“ veranlasste Carl Sagan 1963 zu einem Artikel, in dem er die Hypothese von Mikroorganismen in der oberen Atmosphäre als UV-Absorber vorschlug.
Im August 2019 berichteten Astronomen über ein neu entdecktes langfristiges Muster von UV-Licht-Absorption und Albedo-Veränderungen in der Venusatmosphäre und ihrem Wetter, das durch „unbekannte Absorber“ verursacht wird, zu denen unbekannte Chemikalien oder sogar große Kolonien von Mikroorganismen hoch oben in der Atmosphäre gehören können.
Im Januar 2020 berichteten Astronomen über Anzeichen, die darauf hindeuten, dass die Venus derzeit (innerhalb von 2,5 Millionen Jahren ab heute) vulkanisch aktiv ist und die Rückstände dieser Aktivität eine potenzielle Nährstoffquelle für mögliche Mikroorganismen in der Venusatmosphäre darstellen könnten.
PhosphinEdit
Forschungen, die im September 2020 veröffentlicht wurden, zeigten den Nachweis von Phosphin (PH3) in der Venusatmosphäre durch das ALMA-Teleskop, das mit keiner bekannten abiotischen Produktionsmethode in Verbindung gebracht werden konnte, die unter Venusbedingungen vorhanden oder möglich ist. Es ist nicht zu erwarten, dass ein Molekül wie Phosphin in der Venusatmosphäre verbleibt, da es unter der ultravioletten Strahlung schließlich mit Wasser und Kohlendioxid reagieren wird. PH3 wird mit anaeroben Ökosystemen auf der Erde in Verbindung gebracht und könnte auf Leben auf anoxischen Planeten hinweisen. Ähnliche Studien legen nahe, dass die in den Venuswolken nachgewiesene Phosphinkonzentration (20 ppb) auf eine „plausible Menge an Leben“ hindeutet und dass die typischen vorhergesagten Biomassedichten „um mehrere Größenordnungen geringer sind als die durchschnittliche Biomassedichte der Luftbiosphäre der Erde“. Bis 2019 ist kein abiotischer Prozess bekannt, der Phosphingas auf terrestrischen Planeten (im Gegensatz zu Gasriesen) in nennenswerten Mengen erzeugt. Phosphin kann durch den geologischen Prozess der Verwitterung von Olivinlaven, die anorganische Phosphide enthalten, erzeugt werden, aber dieser Prozess erfordert eine kontinuierliche und massive vulkanische Aktivität. Daher könnten nachweisbare Mengen von Phosphin auf Leben hindeuten.
In einer am 5. Oktober 2020 auf der Website der Kommission F3 für Astrobiologie der Internationalen Astronomischen Union veröffentlichten Erklärung wurden die Autoren des Papiers vom September 2020 über Phosphin unethischen Verhaltens beschuldigt und als unwissenschaftlich und die Öffentlichkeit irreführend kritisiert. Die Mitglieder dieser Kommission haben sich inzwischen von der IAU-Erklärung distanziert und behauptet, diese sei ohne ihr Wissen oder ihre Zustimmung veröffentlicht worden. Die Erklärung wurde kurz darauf von der IAU-Website entfernt. Der Medienkontakt der IAU, Lars Lindberg Christensen, erklärte, dass die IAU mit dem Inhalt des Schreibens nicht einverstanden sei und dass es von einer Gruppe innerhalb der F3-Kommission und nicht von der IAU selbst veröffentlicht worden sei.
Trotz der Kontroversen befindet sich die NASA in der Anfangsphase einer zukünftigen Mission zur Venus. Die Mission „Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy“ (VERITAS) würde mit einem Radar durch die Wolken blicken, um neue Bilder von der Oberfläche zu erhalten, die von viel besserer Qualität sind als die, die zuletzt vor 31 Jahren fotografiert wurden. Die andere Mission, Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging Plus (DAVINCI+), würde die Atmosphäre durchdringen und beim Abstieg Luftproben nehmen, um hoffentlich das Phosphin zu entdecken. Die Entscheidung, welche Mission fortgesetzt wird, soll im April 2021 fallen.
BepiColombo, das 2018 gestartet wurde, um Merkur zu untersuchen, flog am 15. Oktober 2020 an der Venus vorbei und wird am 10. August 2021 einen zweiten Vorbeiflug durchführen. Johannes Benkhoff, Projektwissenschaftler, glaubt, dass das MERTIS (Mercury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer) von BepiColombo möglicherweise Phosphin nachweisen könnte, aber „wir wissen nicht, ob unser Instrument empfindlich genug ist“.
Die Re-Analyse der 1978 von Pioneer Venus Multiprobe gesammelten In-situ-Daten hat ebenfalls das Vorhandensein von Phosphin und seinen Dissoziationsprodukten in der Venusatmosphäre gezeigt.
Das Phosphin-Signal wurde auch in den mit dem JCMT gesammelten Daten entdeckt, wenn auch viel schwächer als das mit ALMA gefundene.
Im Oktober 2020 zeigte eine Re-Analyse von archivierten Infrarot-Spektren aus dem Jahr 2015 kein Phosphin in der Venus-Atmosphäre und setzte eine Obergrenze der Phosphin-Volumenkonzentration von 5 Teilen pro Milliarde (ein Viertel des 2020 im Radioband gemessenen Wertes). Allerdings hätte die bei diesen Beobachtungen verwendete Wellenlänge (10 Mikrometer) Phosphin nur ganz oben in den Wolken der Venusatmosphäre nachgewiesen.
Bis Ende Oktober 2020 hat die Überprüfung der Datenverarbeitung sowohl der von ALMA gesammelten Daten, die in der ursprünglichen Veröffentlichung vom September 2020 verwendet wurden, als auch der späteren JCMT-Daten Hintergrund-Interpolationsfehler aufgedeckt, die zu mehreren Störlinien, einschließlich des Spektralmerkmals von Phosphin, führten. Eine erneute Analyse der Daten mit einer ordnungsgemäßen Subtraktion des Hintergrunds führt entweder nicht zum Nachweis von Phosphin oder weist es mit einer Konzentration von 1ppb nach, die 20 Mal unter der ursprünglichen Schätzung liegt.
Am 16. November 2020 veröffentlichten ALMA-Mitarbeiter eine korrigierte Version der Daten, die von den Wissenschaftlern der am 14. September veröffentlichten Originalstudie verwendet wurden. Am selben Tag veröffentlichten die Autoren dieser Studie eine Re-Analyse als Preprint unter Verwendung der neuen Daten, die zu dem Schluss kommt, dass die durchschnittliche PH3-Häufigkeit des Planeten ~7-mal niedriger ist als das, was sie mit den Daten der vorherigen ALMA-Verarbeitung entdeckt haben, dass sie wahrscheinlich je nach Ort variiert und dass sie mit der JCMT-Entdeckung der ~20-fachen Häufigkeit in Einklang gebracht werden kann, wenn sie in der Zeit erheblich variiert. Sie gehen auch auf die Punkte ein, die in einer kritischen Studie von Villanueva et al. aufgeworfen wurden, die ihre Schlussfolgerungen in Frage stellten, und stellen fest, dass bisher keine andere Verbindung die Daten erklären kann. Die Autoren berichteten, dass eine weitergehende Verarbeitung der JCMT-Daten im Gange sei.ALMA soll Anfang 2021 nach einer einjährigen Abschaltung aufgrund der COVID-19-Pandemie wieder in Betrieb genommen werden und könnte weitere Beobachtungen ermöglichen, die Erkenntnisse für die laufende Untersuchung liefern könnten.
Nach neuen Forschungsergebnissen, die im Januar 2021 bekannt gegeben wurden, wurde die Spektrallinie bei 266,94 GHz, die Phosphin in den Venuswolken zugeschrieben wurde, wahrscheinlich eher von Schwefeldioxid in der Mesosphäre erzeugt.