Wissenschaft im Dialog

Gibt es außer der Erde noch andere Planeten, auf denen Sauerstoff vorkommt?

Ja, auch auf anderen Planeten ist Sauerstoff zu finden,  allerdings meist in Verbindung mit weiteren Elementen – nicht jedoch in freier Form in der Atmosphäre.

Zu unserem Sonnensystem gehören – nach der neusten Definition der Planeten durch die IAU (International Astronomical Union) – acht Planeten. Vier davon - Merkur, Venus, Erde und Mars - werden auch als Erdähnliche Planeten bezeichnet. Sie bestehen aus festen Gesteinsmänteln und einem flüssigen Eisenkern. Im Zentrum des Eisenkernes kann sich ein fester innerer Kern befinden. Die Gesteinsmäntel enthalten Sauerstoff in Verbindung mit Silizium und anderen Stoffen – die so genannten Silikate. Auch der Eisenkern kann Sauerstoff enthalten. In den Atmosphären von Venus und Mars kommt Sauerstoff ebenfalls vor, allerdings hauptsächlich in gebundener Form als Kohlendioxid.

Im Gegensatz dazu sind die zum äußeren Planetensystem gehörenden Planeten Jupiter und Saturn gasförmig und bestehen im Wesentlichen aus Wasserstoff und Helium, dazu kommt Wasser, Ammoniak und Methan. Im tiefen Innern ist der Druck so hoch, dass das Gas fluide Eigenschaften hat. Im Zentrum dieser Planeten befinden sich Kerne aus schwereren Stoffen wie Silikate und Eisen. Uranus und Neptun, die beiden anderen Planeten im äußeren Planetensystem, sind ähnlich aufgebaut wie Jupiter und Saturn enthalten aber deutlich weniger Wasserstoff und Helium.

Nur in der Erdatmosphäre  tritt Sauerstoff auch in seiner reinen Form auf. Dies ist einer der Gründe, warum die Erde in unserem Planetensystem eine Sonderstellung einnimmt.   Der freie Sauerstoff erlaubt Lebensformen, wie wir sie von unserer Erde heute kennen. Allerdings gab es auch auf der frühen Erde, als die Atmosphäre noch ähnlich der des Mars und der Venus war, primitives Leben. Hinzu kommt, dass anders als bei den anderen erdähnlichen Planeten, die Erde keine starre (sehr alte) Oberfläche hat, sondern eine sehr dynamische Tektonik aufweist: die Oberfläche wird stetig umgewälzt und verändert sich dabei. Während beispielsweise die Oberfläche des Mars etwa drei bis viereinhalb Milliarden Jahre alt ist, sind die Kontinente der Erde zwei Milliarden Jahre alt, die Ozeanböden im Mittel sogar nur 60 Millionen Jahre.  

Ob es extrasolare Planeten, die Planeten, die außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt wurden, mit erdähnlichen Sauerstoffatmosphären gibt, kann man zurzeit noch nicht sagen. Hier sind bisher nur Aussagen über die Zusammensetzung der Atmosphären sehr großer Gasplaneten möglich. Diese können durch Untersuchungen des von den Planeten ausgesendeten Lichtspektrums auch von der Erde oder aus dem erdnahen Weltraum erforscht werden. Um die Zusammensetzung eines Planeteninneren zu erforschen, müsste ein Raumschiff in die Nähe der Planeten gebracht werden. Der Nachweis von Sauerstoff (und Kohlenstoff ) in der Atmosphäre eines Planeten außerhalb des Sonnensystems (HD 209458b im Sternbild Pegasus) ist jedoch bereits gelungen.

Die Frage wurde beantwortet von Professor Dr. Tilman Spohn, Institut für Planetenforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt