Barsten buitenaardse oceanen van het leven?

KIJK-redactie

2020-02-21 08:59:00

oceanen oceaanplaneten

Kunnen planten overleven op een planeet die geheel uit oceanen bestaat? Twee Amerikaanse astronomen bogen hun hoofd over deze kwestie.

Wij mensen leven op land, en daardoor willen we nog weleens uit het oog verliezen dat meer dan 70 procent van het oppervlak van de aarde met water is bedekt. Sterker nog: maar liefst 99 procent van het aardse volume waarin leven kan voorkomen, bestaat uit zee of oceaan. We hadden onze planeet dan ook beter ‘water’ dan ‘aarde’ kunnen noemen, zo zeggen sommigen.

Lees ook:

Buitenaardse oceanen

Voor veel planeten buiten ons zonnestelsel zou dat een nóg toepasselijkere naam kunnen zijn. Als daar vloeibaar water voorkomt – en dus mogelijk leven zoals wij dat kennen – is er misschien zoveel van dat geen enkel stukje land boven dat water uitsteekt.

De vraag die de Amerikaanse astronomen Manasvi Lingam en Abraham Loeb zich vervolgens stellen in een artikel dat ze onlangs online plaatsten: zou leven in zulke buitenaardse oceanen aan fotosynthese kunnen doen? Oftewel: zouden organismen op dergelijke planeten energie uit het licht van de bijhorende ster kunnen halen?

Geen vreemde vraag, want fotosynthese is onmisbaar voor een groot deel van het leven hier op aarde. Sowieso maken planten er dankbaar gebruik van – en daar profiteert vervolgens het grootste gedeelte van het overige leven op aarde van mee. Bij fotosynthese komt namelijk een ‘afvalstof’ vrij waar onder meer wij mensen niet zonder kunnen: zuurstof.

“Het is daarom van het grootste belang voor het onderzoek naar de bewoonbaarheid van andere planeten om de vooruitzichten van fotosynthese onder water te analyseren”, stellen Lingam en Loeb. Gek genoeg, zo constateren de twee astronomen vervolgens, is dat tot nu toe nauwelijks gedaan. Met hun artikel willen ze daar verandering in brengen.

Overschot aan infrarood

De conclusie waar de twee na een boel rekenwerk op uitkomen, klinkt op zich niet heel verrassend: hoe koeler een ster is, hoe kleiner de maximale diepte waarop onderwaterleven nog aan fotosynthese kan doen. Dat lijkt met name slecht nieuws voor de koelste sterren die er zijn: rode dwergen. Jammer, want dat is nou net het meest voorkomende type ster in de Melkweg (zie ook ‘Leven onder een rode zon’ in KIJK 11/2019).

Dat betekent niet dat er helemáál geen fotosynthese plaats kan vinden in de oceanen van planeten rond een rode dwerg. Wel is het laagje water waarin dat kan relatief dun en gaat het dus om vrij weinig leven. En dat beetje leven zal ook maar weinig zuurstof produceren. Te weinig zuurstof, wellicht, om meercellig leven te laten ontstaan.

Maar goed: eencellig leven is ook leven. Leven dat we over het hoofd zouden zien als we ons bij de zoektocht naar buitenaards leven alleen richten op de vraag of de atmosfeer van een verre planeet veel zuurstof bevat. Misschien is het daarom beter om te zoeken naar iets anders, stellen Lingam en Loeb: de photosynthetic red edge.

Dat verschijnsel treedt op doordat planten die aan fotosynthese doen weliswaar het meeste zichtbare licht absorberen (waar ze immers hun energie uit halen), maar veel infrarood licht weerkaatsen. Een overschot aan dat soort licht zou dus op leven kunnen duiden, bijvoorbeeld in het bovenste laagje water van een buitenaardse oceaan.

Helaas is het nog net wat vroeg om te beginnen met een zoektocht naar die red edge bij oceaanplaneten buiten ons zonnestelsel, mailt Lingam. “Daar hebben we de volgende generatie telescopen voor nodig. En het zal nog wel een jaar of tien duren voordat die klaar is.”

Verwerende rotsen

Een kanttekening bij het artikel van Lingam en Loeb is dat de auteurs zich vooral richten op de invloed die verschillende soorten sterren op buitenaards leven hebben: van klein en koel tot groot en heet. De verschillende eigenschappen die planeten zouden kunnen hebben, blijven buiten beschouwing. In de basis gaan Lingam en Loeb steeds uit van een kopie van de aarde, terwijl het heelal bevolkt is met planeten in allerlei soorten en maten.

Een specifiek punt daarbij is: de aarde mag dan heel veel water bevatten, drie tiende van het oppervlak is wel degelijk met land bedekt. En op land vind je rotsen die te maken krijgen met verwering. Ze worden aangetast door weer, klimaat en andere processen. Een van de gevolgen van verwering is het vrijkomen van fosfaten; belangrijke mineralen voor leven.

Hebben we het over een échte waterwereld, dan heeft die geen oppervlak met verwerende rotsen. Op zo’n planeet zullen dus ook veel minder fosfaten beschikbaar zijn, een gegeven dat een flinke invloed zal hebben op het daar aanwezige leven. Die invloed hebben Lingam en Loeb echter niet meegenomen in hun model, zo bekennen ze aan het eind van hun artikel. Een beetje gek misschien voor twee astronomen die er zelf op hameren dat er flink wat planeten moeten zijn met een wateroppervlak waar geen enkel eilandje bovenuit steekt. Maar ja, uiteindelijk blijven ze zelf toch landdieren.

Deze Far Out staat ook in KIJK 3/2020.

Tekst: Jean-Paul Keulen

Bronnen: arXiv.org, Florida’s Stem University

Openingsbeeld: iStock/Getty Images

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Artikelen