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Umwelt+Natur

Versorgung aus der Luft

Der dichte Dunst auf dem Saturnmond Titan ähnelt dem Nebel, der die Atmosphäre in der Frühzeit der Erde prägte. Das schließen amerikanische Forscher aus den Ergebnissen von Laborversuchen, in denen sie Gasmischungen mit UV-Licht bestrahlten, deren Zusammensetzungen denen von Erd- und Titanatmosphäre entsprachen. Dabei bildeten sich in beiden Fällen winzige Körnchen aus organischen Verbindungen, die nicht nur das Klima beeinflussen, sondern auch als Bausteine und Nahrung für frühe Lebensformen dienen können. Die Ergebnisse bestätigten die bereits früher geäußerte Vermutung, Titan könne als Modell für die Bedingungen auf der frühen Erde dienen, erklären die Forscher.

Im ersten Schritt ihrer Studie simulierten die Forscher die Bedingungen auf Titan. Er besitzt als einziger Mond unseres Sonnensystems eine dichte Atmosphäre, die hauptsächlich aus Stickstoff und Methan besteht. Außerdem finden sich dort winzige Partikel aus verschiedenen organischen Verbindungen, die nach Ansicht von Wissenschaftlern durch das Einwirken von UV-Licht aus den beiden Hauptkomponenten entstehen. Genau diese Reaktionen simulierten Melissa Trainer und ihre Kollegen nun im Labor: Sie bestrahlten verschiedene Methan-Stickstoff-Gemische mit UV-Strahlung und analysierten, welche Substanzen und Partikel sich bildeten.

Das Ergebnis: Durch die energiereiche Strahlung entstanden nahezu runde Partikel mit einem Durchmesser von etwa 50 Nanometern, die neben kleineren organischen Molekülen wie Acetylen und Ethylen auch langkettige Kohlenwasserstoffe, aromatische Verbindungen wie Benzol und stickstoffhaltige Substanzen wie Cyanwasserstoff enthielten. Sowohl Größe als auch Zusammensetzung der Körnchen stimmten dabei mit den Daten überein, die die Raumsonde Cassini-Huygens in der Titanatmosphäre ermittelt hat, so die Forscher.

Im zweiten Schritt ihrer Untersuchung fügten die Wissenschaftler ihrem Gasgemisch noch Kohlendioxid hinzu und erzeugten damit eine Atmosphäre, wie sie vermutlich auf der frühen Erde geherrscht hat. Unter diesen Voraussetzungen bildeten sich sogar noch mehr Partikel, die eine ähnliche Zusammensetzung hatten wie die in der simulierten Titanatmosphäre. Insgesamt könnten auf diese Weise jedes Jahr hundert Millionen Tonnen organisches Material entstanden sein, berechneten die Forscher. Die Partikel waren ihrer Ansicht nach eine reichhaltige, global verfügbare Quelle von Nahrung und Bausteinen für das beginnende Leben auf der Erde. Gleichzeitig sorgten sie wohl auch für ein angenehmes Klima: Sie filterten die schädlichen UV-Strahlen aus dem Sonnenlicht heraus, ließen aber sichtbare und infrarote Anteile durch, so dass sich die Erdoberfläche aufheizen konnte.

Melissa Trainer (University of Colorado in Boulder) et al.: PNAS, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1073/pnas.0608561103 ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
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