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Die Schlüsselrolle des Wassers

Wasser ist unabdingbar für Leben, wie wir es kennen. Der pazifische Ozean, fotografiert von der Internationalen Raumstation aus. (Bild NASA)

Wasser hat die Erdgeschichte geprägt und ist auch heute eines der Schlüsselmoleküle für unseren Planeten. Wasser ist von entscheidender Bedeutung für viele physikalische, chemische und biologische Prozesse während der Abiogenese, dem Prozess, der leblose Materie in die erstaunlich blühende Umgebung verwandelt hat, wie wir sie heute erleben. So bestimmte beispielsweise die Menge an Wassereis bei der Entstehung unseres Sonnensystems, wie effizient Planeten geformt wurden.

Wasser beeinflusst zudem die inneren Planetenstrukturen und bestimmt, wie wahrscheinlich es ist, dass ein Gesteinsplanet Plattentektonik aufweist – jener Prozess, der auf der Erde die Verschiebung der Kontinentalplatten kontrolliert. Ebenso war die Synthese der ersten Biomoleküle vor vier Milliarden Jahren nur in einer wasserreichen Umgebung möglich, wie es sie zu jener Zeit wahrscheinlich auf der Erde gab.

Interdisziplinäre Diskussionen

Weil Wasser im Gebiet der Planetenwissenschaft eine so wichtige Rolle spielt, trafen sich rund 35 PlanetS-Forschende – von Doktoranden zu Professoren – in Zürich, um über diese Prozesse zu diskutieren und Ideen in einem interdisziplinären Umfeld auszutauschen. Thema war auch die Frage, wie sich Wasser in den Atmosphären von extrasolaren Planeten nachweisen lässt – also Planeten, die weit weg von uns um andere Sterne kreisen. Solche Exoplaneten könnten entscheidende Hinweise liefern, um die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems besser zu verstehen. Exoplaneten gleichen unseren eigenen, bekannten Planeten oder sind sehr exotisch: Wir müssen es herausfinden.

Teilnehmer des Wasser-Workshops von PlanetS in Zürich. (Bild: PlanetS)

Während des Workshops wurde zudem diskutiert, wie Wassereis vermischt mit kleinen Staubteilchen das Wachstum von Plantesimalen fördert. Darunter versteht man kleinere Versionen von Gesteinsplaneten. Man nimmt an, dass die Planetesimale die Bausteine der Planeten sind. Sie könnten auch während der Entstehung des Sonnensystems als Hauptreservoir gedient haben, welches das Wasser auf die Erde gebracht hat. Glücklicherweise können Spuren dieser Prozesse und ihr Inneres mit Hilfe von Laborexperimenten und Hochpräzisionsmessungen an Meteoriten, Bruchstücken von Planetesimalen, untersucht werden.

Wüste oder Wasserwelt

Schlussendlich diskutierten die Workshop-Teilnehmer Schlüsselprozesse der zeitlichen Abfolge, wie Planeten Wasser erhalten. Es kann die Planeten prägen – man denke an ausgetrocknete Planeten wie Mars, auf denen kein Leben gedeiht oder an das mögliche Gegenteil wie Wasserwelten, die vollständig von Ozeanen bedeckt sind.

Die kreativen Diskussionen während des Treffens halfen den Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen, die Perspektive des Anderen und die Stärken und Schwächen der verschiedenen Disziplinen zu verstehen – von der beobachtenden und theoretischen Astronomie bis zu Kosmo- und Geochemie. Im Rahmen des außergewöhnlichen Workshops, der es erlaubte, offen alle Themen im Zusammenhang mit Wasser zu behandeln, diskutierten die Forschenden Wege, wie man die Kompetenz der verschiedenen Disziplinen, die im NFS PlanetS gebündelt wurden, kombiniert und unser aktuelles Verständnis weiterentwickelt. Der Rahmen von PlanetS bietet die einmalige Gelegenheit, interdisziplinäre Themen wie Wasser, die für das Gebiet von entscheidender Bedeutung sind, gemeinsam anzugehen. Wir hoffen, dass aus diesem und zukünftigen PlanetS-Workshops viele fruchtbare Kooperationen entstehen.
Tim Lichtenberg

Atmosphären von Exoplaneten
Der Himmel über dem Paranal
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