Helmholtz Allianz 'Planetenentwicklung und Leben'  

Gab oder gibt es Leben auf anderen Himmelskörpern? – Diesen und weiteren Fragen widmet sich die vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) angeführte Forschungsallianz ‚Planetenentwicklung und Leben’, die der Senat der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V. (HGF) für fünf Jahre zur Förderung ausgewählt hat. Diese Allianz vernetzt mehrere außeruniversitäre Forschungseinrichtungen sowie zahlreiche deutsche und internationale Universitäten. Zusammengefasst soll in dieser Allianz die Wechselwirkung von Leben und planetarer Entwicklung näher beleuchtet werden. Der dabei verfolgte Ansatz ist tiefgreifender und umfassender als bisherige, da der gesamte Planet von seiner äußeren Hülle (Atmosphäre und Magnetosphäre) bis zum Planeteninneren mit einbezogen wird. Zudem sollen auch  erdähnliche Planeten, wie Mars und Venus einige Monde des Sonnensystems, wie Titan und Europa und Planeten außerhalb unseres Sonnensystems in diesen Überlegungen berücksichtigt werden.

Die Allianz will das Thema „Planetenentwicklung und Leben“ durch eine Synthese aus Ergebnissen von mehreren miteinander verknüpften Forschungsfeldern bearbeiten. Die folgenden sechs Hauptgebiete bilden die wissenschaftlichen Säulen, auf denen das System ruht: 1. Biosphäre-Atmosphäre-Oberfläche Wechselwirkung und Entwicklung 2. Planeteninneres-Atmosphäre Interaktion, Magnetfeld und planetare Entwicklung 3. Impakte und planetare Entwicklung 4. Geologischer Kontext von Leben 5. Physik und Biologie von Grenzflächenwasser, 6. Strategien und Realisierungsmöglichkeiten von Missionen zur Erforschung von planetarer Habitabilität

Ziel ist es daher, das Potential eines planetaren Körpers für die Entstehung und Entwicklung von Leben zu studieren: Welche Bedingungen müssen vorhanden sein, beeinflussen sich die Entwicklung von Leben und der geologische Werdegang eines Planeten wie unserer Erde gegenseitig? So soll beispielsweise mit geophysikalischen Modellen untersucht werden, wie im Eisenkern eines Planeten – wie der Erde – durch den Dynamo-Effekt ein planetares Magnetfeld erzeugt werden kann, das Leben vor kosmischer Strahlung schützt. Oder warum es auf der Erde Plattentektonik gibt, auf der fast gleichgroßen Venus jedoch nicht: Plattentektonik führt zu einem intensiven „Stoffwechsel“ zwischen oberem Erdmantel, Kruste, Atmosphäre und Ozeanen und hat in vielfältiger Weise vermutlich großen Einfluss auf die Evolution des Lebens. Durch die Untersuchung der physikalischen und chemischen Prozesse bei Einschlägen von Asteroiden und Kometen mit sehr hoher Geschwindigkeit auf Planeten soll beispielsweise herausgefunden werden, ob die Menge an Wasser, die wir auf der Erde vorfinden, vielleicht durch solche Prozesse erst auf die Erde gelangte. Untersucht wird auch, welche Rolle diese Einschläge bei der Bildung planetarer Atmosphären und bei der Synthese organischer Moleküle gespielt haben. In diesem Zusammenhang soll auch nach Hinweisen gesucht werden, ob das Leben vielleicht sogar mit Asteroiden und Kometen auf die Erde gebracht wurde. Aus Sicht der vergleichenden Planetologie ist das Verständnis um die Rolle des Kohlendioxyds hinsichtlich langfristiger Entwicklungen von Planetenatmosphären und deren Rolle bei der Entstehung und Entwicklung des Lebens von großer Bedeutung. Des Weiteren sollen in der Allianz Daten von Raumsonden genutzt werden, um die Habitabilität von Planeten- oder Mondoberflächen zu untersuchen. Zudem sollen  Laborexperimente zu den physikalischen Eigenschaften von nur wenigen Molekülen dünnen Wasserfilmen, das für die Existenz primitiver Organismen relevant sein könnte, auf marsähnlichen Gesteinsproben durchgeführt werden. Mit diesen Studien sollen Fortschritte bei der Suche nach Spuren von früher existierendem oder sogar heute noch vorhandenem Leben im Sonnensystem erzielt werden.

Die Förderung und weitere Ausbildung von Doktoranden und Post-Docs im Rahmen dieser Allianz wird durch Allianzwochen und ein speziell auf das Forschungsthema zugeschnittenes Graduiertenprogramm unterstützt.