Bern – Bei einigen Monden in unserem Sonnensystem wird angenommen, dass sie unter ihrer Oberfläche über Ozeane aus flüssigem Wasser verfügen. Und dann ist da natürlich noch die Erde, deren Oberfläche zu zwei Dritteln von Wasser bedeckt ist.

In anderen Sternsystemen könnte es aber in deren jeweiliger habitabler Zone sogar wahre Ozeanplaneten geben, die von einem tiefen globalen Ozean dominiert werden. Für Astrobiologen wären das Hoffnungsträger erster Güte, denn flüssiges Wasser ist eine potenziell lebensfreundliche Umgebung.

Neue Studie

Die Universität Bern relativiert solche Hoffnungen nun. Forscher der Universität haben Modellrechnungen angestellt, welche Auswirkungen ein planetenweiter Ozean hätte. Ihren Ergebnissen nach wären sie ungünstiger als gedacht: Sie würden dazu neigen, sowohl Erwärmungs- als auch Abkühlungstrends immer mehr zu verstärken, es fehle ein stabilisierender Ausgleich wie bei der Erde.

"Auf den ersten Blick bieten Ozeanplaneten also sehr lebensfreundliche Bedingungen", ließ sich Erstautor Daniel Kitzmann vom Berner Center for Space and Habitability (CSH) zitieren. Doch die große Wassermenge hat auch einen stark negativen Einfluss auf das Klima eines Ozeanplaneten, wie sein Team nun in den "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" berichtet.

Die Tücken des CO2-Austausches

Die Forscher erstellten Modelle vom Austausch von Kohlendioxid zwischen dem Ozean und der Atmosphäre solcher Planeten. CO2 stammt aus dem Gestein und hat über den Treibhauseffekt einen großen Einfluss auf die Oberflächentemperatur des Planeten. Auf der Erde reguliert die chemische Verwitterung von Gestein den CO2-Gehalt der Atmosphäre. Im Gegensatz zu einem solchen gesteinsbasierten Carbonat-Silikat-Zyklus weisen Ozeanplaneten einen wasserbasierten CO2-Zyklus auf, und das hat Folgen.

Bedeckt viel Wasser den Planeten, steigt der Druck am Grund des Ozeans so stark an, dass das Wasser dort in Form von exotischem Hochdruckeis (sogenanntem Eis VII und Eis VI) vorkommt. Es hat eine derart hohe Dichte, dass es sich auf dem Meeresboden ablagert. Dort bildet es eine Barriere zwischen dem Gestein auf dem Meeresgrund und dem Wasser darüber – und unterbindet so den Austausch von CO2 zwischen dem planetaren Gesteinsmantel und dem Ozean.

Feedbackschleifen

Da auf Ozeanplaneten nur Wasser mit der Atmosphäre in Kontakt kommt, bestimmt die Löslichkeit von CO2 in Wasser den CO2-Gehalt in der Atmosphäre. Dieser Prozess ist stark temperaturabhängig: Kühlt sich die Atmosphäre ab, nimmt das Wasser mehr CO2 auf, der Treibhauseffekt reduziert sich und das Klima kühlt sich weiter ab.

Umgekehrt würde eine Erwärmung zu einer verstärkten Freisetzung von CO2 führen und den Treibhauseffekt fortlaufend ankurbeln. Dieser destabilisierende CO2-Zyklus führt laut Kitzmann zu einer wesentlich kleineren habitablen Zone als ursprünglich vermutet – und somit zu einer kleineren Wahrscheinlichkeit, dort Leben zu finden.

Kitzmann fasst es kurz und knapp zusammen: "Zu viel Wasser ist schlecht fürs Leben." (APA/red, 30. 8. 2015)