Wie sieht es auf unserem direkten Nachbarplaneten aus? „Marsmenschen“ waren schon immer ein beliebtes Thema in Geschichten und Filmen. Doch spätestens seit die ersten Sonden dort gelandet sind und Messwerte zur Erde geschickt haben, weiß man: Auf dem Mars ist Leben wie wir es kennen nicht möglich.

Auf der Erde herrschen nämlich sehr spezielle Bedingungen: Es ist nicht zu kalt, aber auch nicht zu heiß, sodass es flüssiges Wasser gibt. Und die Erde ist schwer genug um eine Lufthülle festzuhalten. So können wir atmen und sind vor Strahlung und Meteoriteneinschlägen geschützt. Das Sonnenlicht liefert ausreichend Energie, es gibt Meere, eine feste Landfläche und alle nötigen chemischen Elemente und Verbindungen zum Aufbau von Lebewesen.

Die Erde ist der einzige Planet in unserem Sonnensystem, auf dem alle diese Bedingungen erfüllt sind: Merkur und Venus sind näher an der Sonne und daher zu heiß. Der Mars ist nicht schwer genug und hat deshalb keine Atmosphäre. Und die äußeren Planeten sind zu kalt, da sie nicht genügend Energie von der Sonne bekommen – außerdem fehlt den Gasplaneten die feste Oberfläche. So bleibt im Sonnensystem nur die Erde als Lebensinsel.

Also untersuchen Wissenschaftler, ob andere Sterne Planeten haben – und ob es dort Leben geben könnte. Doch das ist gar nicht so einfach, denn selbst die nächsten Sterne sind so weit entfernt, dass man auch mit den besten Teleskopen keine Planeten erkennen kann. Nur indirekte Hinweise verraten den Planeten – zum Beispiel, wenn sich das Licht des Sterns kurzzeitig verdunkelt, weil der Planet genau vor dem Stern vorüberzieht. Mit diesem und anderen Tricks wurden inzwischen mehrere tausend solcher „Exoplaneten“ entdeckt – eine in jeder Hinsicht vergleichbare „zweite Erde“ war allerdings noch nicht darunter.

Selbst wenn man eine solche findet: Die Frage, ob es auf diesen Planeten intelligentes Leben gibt, lässt sich so jedoch nicht beantworten. Deshalb haben Wissenschaftler das SETI-Projekt gestartet, um nach Funksignalen aus dem All zu suchen. Die Abkürzung steht für „Search for Extraterrestial Intelligence“ – Suche nach außerirdischer Intelligenz. Die Idee: Wenn eine außerirdische Zivilisation ähnlich wie wir Technologie entwickelt, werden sie möglicherweise auch Funkwellen benutzen. Diese könnten sich ins All ausbreiten und vielleicht unsere Antennen erreichen. Die Frage ist nur, ob diese Funkwellen uns überhaupt erreichen – und ob wir im richtigen Moment in die richtige Richtung horchen.

Doch die meisten Wissenschaftler sind überzeugt, dass es irgendwo im All noch andere intelligente Lebensformen gibt. Wenn wir alleine im Universum wären, so der SETI-Gründer Carl Sagan, wäre das eine furchtbare Platzverschwendung.

Der wichtigste Unterschied: Ein Stern leuchtet von selbst, ein Planet nicht. Sterne haben in ihrem Inneren eine Energiequelle, so dass sie heiß glühen und Licht ausstrahlen. Ein Planet dagegen ist kalt und leuchtet nicht von alleine. Wir können ihn nur sehen, wenn er von einem Stern angeleuchtet wird. Dann verteilt die Oberfläche des Planeten das Licht des Sterns in alle Richtungen.

Die meisten Planeten gehören zu einem Stern. Denn Planeten entstehen nicht alleine, sondern zusammen mit einem Stern. Sie gehören dann zu diesem Stern und umkreisen ihn – wie zum Beispiel Erde und Venus, die um die Sonne kreisen.

Und warum ist die Venus so gut zu sehen, obwohl sie nur das Licht der Sonne weiterleitet? Das liegt an ihrer dichten Wolkendecke, die das Sonnenlicht besonders gut reflektiert. Außerdem ist die Venus nach dem Mond der Himmelskörper, der der Erde am nächsten kommt: gerade mal 40 Millionen Kilometer – das ist verglichen mit den Entfernungen im Weltall ein Katzensprung. Weil sie der Erde so nahe kommt und ihre Wolken viel Licht zurückwerfen, können wir sie gut am Himmel erkennen.

Die Venus ist natürlich nicht der einzige Planet. Sie ist – wie die Erde – einer der acht Planeten in unserem Sonnensystem. Und auch die Sonne ist nicht der einzige Stern mit Planeten. Da es unvorstellbar viele Sterne gibt, muss es im Universum von Planeten nur so wimmeln.

Heute kennen wir acht Planeten. Um sich ihre Namen in der richtigen Reihenfolge zu merken, helfen die Anfangsbuchstaben des Satzes „Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel.“ – oder kurz: M-V-E-M-J-S-U-N.

Merkur ist der Planet, der am nächsten an der Sonne kreist. Dann kommen Venus, Erde und Mars. Diese vier inneren Planeten haben eine feste Oberfläche aus Gestein und sind noch verhältnismäßig nah an der Sonne – nur einige hundert Millionen Kilometer.

Weiter draußen, im Abstand von etwa einem bis 4,5 Milliarden Kilometern von der Sonne entfernt, kreisen die äußeren Planeten: Jupiter, Saturn mit seinen Ringen, Uranus und ganz außen Neptun. Sie bestehen aus Gas (vor allem Wasserstoff und Helium) und sind viel größer als die inneren Planeten. Jupiter und Saturn sind etwa zehn Mal so groß wie die Erde, deshalb nennt man sie auch die Gasriesen.

Und schließlich gibt es noch Asteroiden, Kometen und Staubwolken, die auch um die Sonne kreisen. Die Anziehungskraft der Sonne hält alle diese Himmelskörper zusammen und zwingt sie, wie an einer langen Leine im Kreis zu fliegen. Alles zusammen nennt man das Sonnensystem. Auch die Monde gehören dazu – aber sie werden von der Anziehungskraft der Planeten festgehalten.

Aber warum hat die Sonne überhaupt Planeten? Das hängt damit zusammen, wie die Sonne entstanden ist: Eine Wolke aus Gas und Staub zog sich durch ihre eigene Schwerkraft zusammen und wurde zu einem Stern. Doch nicht alles Material dieser Wolke wurde im Stern „verbaut“ – etwa ein Prozent blieb übrig. Und als die Sonne dann zu leuchten begann, drückte die Strahlung die restliche Materie wieder nach außen.

Die leichten Gase wurden dabei weit nach außen geschoben, der schwerere Staub und Gesteinsbrocken blieben in der Nähe der Sonne. Aus diesen Staub- und Gaswolken entstanden im Laufe der Zeit die Planeten. Daher gibt es im Sonnensystem außen die Gasplaneten, weiter innen die Gesteinsplaneten – darunter unsere Erde – und ganz in der Mitte die Sonne. Sie enthält 99% der Masse des Sonnensystems und hält mit ihrer Schwerkraft alles zusammen.

Ein Student namens Stanley Miller kam 1953 auf eine Idee: Er wollte die Umweltbedingungen auf der Erde vor etwa 3,8 Milliarden Jahren in einem Experiment nachzustellen. Dazu füllte er einen Glaskolben mit Wasser sowie einigen Gasen, die vermutlich Bestandteile der Ur-Atmosphäre waren: Ammoniak, Methan und Wasserstoff. In diesem Gasgemisch zündete er elektrische Entladungen, um die Blitze der damaligen Gewitter zu simulieren. Das Wasser sollte den natürlichen Wasserkreislauf nachstellen. Dazu gab es eine Heizung, wo das Wasser verdampfte und Kühlschlange, an denen es wieder kondensierte.

Dieses Experiment ließ Miller mehrere Tage laufen und untersuchte danach das Wasser. Darin fand er eine bestimmte Art chemischer Verbindungen: Aminosäuren, ein wichtiger Bestandteil der Zellen aller Lebewesen. Miller hatte so bewiesen, dass aus einfachen Gasen die Bausteine des Lebens entstehen können.

Deshalb gehen heute die Wissenschaftler davon aus, dass auf ähnliche Weise auch die Gase in der Ur-Atmosphäre zu organischen Stoffen reagierten. Regen spülte sie ins Meer, vor allem in flachen Gewässern konnten sich hohe Konzentrationen ansammeln. Ob durch aggressive Sonnenstrahlen oder Blitze – die Teilchen müssen immer wieder miteinander reagiert haben. Eine zufällige Kombination von Molekülen hatte dann zum ersten Mal eine besondere Eigenschaft: Sie war in der Lage, sich selbst zu vervielfältigen – der Beginn des Lebens.

Ohne die Sonne gäbe es kein Leben auf diesem Planeten, jedenfalls nicht so wie wir es heute kennen. Die Sonne ist eine gigantische Energiequelle, die Licht und Wärme ins Weltall strahlt. Ein Teil ihrer Strahlung erreicht auch die Erde. Diese Energie erwärmt unsere Atmosphäre, den Erdboden und die Meere.

Am stärksten heizt die Sonne die Gegend um den Äquator auf, denn dort treffen ihre Strahlen senkrecht auf eine relativ kleine Fläche. Die Pole erreichen die Sonnenstrahlen dagegen in einem flacheren Winkel. Hier verteilt sich die Sonnenenergie daher auf eine größere Fläche; und in diesen Regionen bleibt es kühler. So sorgt die verschieden starke Sonneneinstrahlung für unterschiedliche Klimazonen. Auch Jahreszeiten und Wetter sind das Ergebnis von unterschiedlich starker Sonneneinstrahlung.

Würde die Erde die gesamte Sonnenenergie speichern, wäre es hier in kürzester Zeit unerträglich heiß. Das ist schon an einem heißen Sommertag zu spüren, wenn die Temperatur nach Sonnenaufgang in kürzester Zeit auf 30 Grad Celsius klettert. Damit das Klima über Jahrhunderte stabil bleiben kann, muss die Erde etwa die gleiche Menge der gelieferten Sonnenenergie auch wieder loswerden.

Das geschieht durch die Strahlung der Erde ins All. Etwa ein Drittel der Sonnenenergie wird von Atmosphäre, Landfläche, Gewässern und Eismassen sofort zurückreflektiert. Den Rest an Energie nimmt die Erde zunächst in Form von Wärme auf. Diese Wärme gibt sie dann langsam und in alle Himmelsrichtungen wieder an den Weltraum ab.

Etwas Ähnliches geschieht im großen Maßstab auf der Erde. Die Treibhausgase Kohlendioxid (CO₂) und Wasserdampf sind von Natur aus in der Atmosphäre enthalten. Wasserdampf gelangt durch Verdunstung in die Luft, Kohlendioxid dadurch, dass wir ausatmen. Auch Vulkanausbrüche tragen zum natürlichen Kohlendioxidgehalt der Luft bei. Beide Gase haben den gleichen Effekt wie das Glas eines Treibhauses: Sie lassen die kurzwelligen Sonnenstrahlen bis zur Erde vordringen. Gleichzeitig behindern sie, wie eine unsichtbare Schranke, die langwellige Wärmestrahlung auf ihrem Rückweg ins All. Die Wärme staut sich und die Atmosphäre heizt sich auf.

Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt wäre kaum Leben auf der Erde möglich, denn für die meisten Lebewesen wäre es viel zu kalt. Anstatt der aktuellen Durchschnittstemperatur von plus 15 Grad würden hier eisige minus 18 Grad Celsius herrschen. Die Erdoberfläche wäre tiefgefroren!

Das Problem beginnt dann, wenn wir den Anteil an Treibhausgasen in der Atmosphäre zusätzlich erhöhen. Das geschieht vor allem durch das Verbrennen von Erdöl, Erdgas und Kohle. Wohnung heizen, Auto fahren, Müll verbrennen: Bei all diesen Vorgängen wird Kohlendioxid ausgestoßen. Dieses CO₂ hat den größten Anteil am menschengemachten Treibhauseffekt. Aber auch der Anbau von Reis oder die Rinderhaltung verstärken den Effekt: In den Mägen von Wiederkäuern und in den überfluteten Böden der Reisfelder entstehen große Mengen Methan (CH₄) – ebenfalls ein Treibhausgas. Zusätzlich gehören noch Lachgas, Ozon und Fluorkohlenwasserstoff zu den Treibhausgasen. Weil durch all diese Gase die Wärmeabstrahlung der Erde gebremst wird, steigen die Temperaturen auf unserem Globus weiter an.

Wissenschaftler vermuten, dass das Wasser von Kometen stammt. Diese Klumpen aus Eis und Staub bildeten sich ursprünglich am Rand des Sonnensystems. Manche gerieten aber auch auf Bahnen ins Innere des Sonnensystems und wurden Bestandteil der frisch entstehenden Planeten.

Anfangs waren die jungen Planeten sehr heiß – so heiß, dass das Gestein schmolz und eine flüssige Kugel formte. Und das Eis der Kometen schmolz nicht nur, sondern verdampfte sogar. Weil der Wasserdampf viel leichter war als das geschmolzene Gestein, blubberte er nach oben Richtung Oberfläche. Dort entwich er durch Vulkane in die Atmosphäre.

Als sich die Erde dann langsam abkühlte, wurde der Dampf wieder zu flüssigem Wasser. Anschaulicher gesagt: Es begann, zu regnen. Diese ersten Regengüsse müssen stärker als jedes Gewitter gewesen sein, das wir uns heute vorstellen können. Und es muss sehr lange geregnet haben – mehrere zehntausende Jahre. Große Teile der jungen Erdoberfläche wurden überflutet – an manchen Stellen bis zu zehn Kilometer hoch. So entstanden die Ozeane.

Und was ist mit dem Wasser auf den anderen Planeten passiert? Warum gibt es dort keine Ozeane? Merkur hat nicht genügend Schwerkraft, um überhaupt eine Atmosphäre festzuhalten – der Wasserdampf entwich wie alle Gase einfach ins Weltall. Das gleiche ist auch auf dem Mond passiert. Auf der Venus ist die Sonneneinstrahlung so stark, dass das Wasser ebenfalls ins All hinaus verdampft wurde. Auf dem Mars ist es dagegen zu kalt, dort werden jedoch große Eisvorkommen unter der Oberfläche vermutet. Und die Gasplaneten haben keine feste Oberfläche, auf der sich Meere bilden könnten. Auf dem Jupitermond Europa vermutet man einen Ozean aus Wasser, doch die Oberfläche ist gefroren. So bleibt die Erde der einzige Himmelskörper im Sonnensystem mit Meeren.

Wenn man in der Erdgeschichte zurückschaut, findet man schon vor über zwei Milliarden Jahren Spuren von Lebewesen, die Sauerstoff benötigt haben müssen. Damals muss es also schon Sauerstoff in der Luft gegeben haben.

Noch deutlich älter sind versteinerte Spuren von mikroskopisch kleinen Bakterien, Blaualgen genannt. Und die haben es in sich: Diese Organismen waren die ersten, die die Energie des Sonnenlichts für ihren Stoffwechsel nutzen konnten. Sie nahmen Wasser und Kohlendioxid aus ihrer Umwelt auf und wandelten diese mit Hilfe der Sonnenenergie in Zucker um, der ihnen als Energiespeicher diente. Außerdem entstand bei dieser chemischen Reaktion – sozusagen als Abfallprodukt – Sauerstoff. Mit dem Sauerstoff konnten die Bakterien jedoch nichts anfangen und gaben ihn einfach in die Umgebung ab.

Zu dieser Zeit gab es reichlich Sonnenlicht und Kohlendioxid und die Weltmeere waren vergleichsweise warm. Dies waren beste Bedingungen für die Blaualgen, und so konnten sie sich stark vermehren und ausbreiten. Dabei produzierten sie immer mehr Sauerstoff, der sich über Jahrmillionen zunächst in den Meeren und später in der Atmosphäre ansammelte.

So schuf das Abfallprodukt dieser Bakterien die Voraussetzungen für höhere Lebensformen im Wasser und auf dem Land. Aus den Bakterien gingen später die Chloroplasten hervor, die bis heute in jeder Pflanze die Sonnenenergie einfangen. Auch das Prinzip der sogenannten Photosynthese ist gleich geblieben: Mit Hilfe von Sonnenlicht werden Wasser und Kohlendioxid zu Zucker und Sauerstoff umgesetzt. Der Zucker dient als Nährstoff für die Pflanze, der Sauerstoff wird in die Luft abgegeben und von Menschen und Tieren eingeatmet.