Wat nu als onze planeet eigenlijk helemaal niet zo geschikt is voor leven?

Het is een vraag die de mensheid al eeuwenlang bezighoudt: zijn wij alleen? Het vraagstuk kreeg een enorme impuls toen onderzoekers een paar decennia geleden de eerste exoplaneten ontdekten: planeten die rond andere sterren cirkelen. Inmiddels hebben astronomen al duizenden van deze planeten ontdekt en staat de volgende generatie telescopen klaar om in de atmosfeer van de meest veelbelovende exemplaren op jacht te gaan naar sporen van leven. Het roept een interessante vraag op. Want hoe herken je een veelbelovende oftewel potentieel leefbare exoplaneet? Veelal laten astrobiologen zich daarbij leiden door de enige planeet waarvan we op dit moment zeker weten dat hij leven herbergt: onze eigen aarde. Het betekent dat de zoektocht naar buitenaards leven sterk gefocust is op planeten die op de onze lijken (dus ook rotsachtig en ongeveer net zo groot en zwaar zijn). Het vinden van het tweelingbroertje van de aarde (dat ook nog eens rond een tweelingzusje van de zon cirkelt) wordt door velen gezien als de Heilige Graal binnen de astrobiologie. Maar is dat wel zo? Is onze planeet wel het schoolvoorbeeld van een leefbare planeet?

Superleefbaar
Die vraag stelden een aantal onderzoekers zich in 2014. In hun paper met de veelzeggende titel ‘Superhabitable Worlds‘ introduceren ze het idee dat onze aarde helemaal niet zo uitermate geschikt is voor leven. En dat er elders misschien wel planeten te vinden zijn die veel geschikter, oftewel ‘superleefbaar’ zijn. Dergelijke planeten zouden er heel anders uitzien dan de onze en worden op dit moment misschien wel door astrobiologen aan de kant geschoven, omdat ze zo sterk afwijken van wat wij als de ultieme leefbare planeet zien: de aarde. De onderzoekers pleitten er in hun studie dan ook voor om ons in de zoektocht naar buitenaards leven niet klakkeloos te richten op aardachtige planeten, maar ook de potentieel superleefbare planeet een kans te geven.

Onze aarde is leefbaar. Maar dat wil nog niet zeggen dat het het schoolvoorbeeld van een leefbare planeet is. Toch? Afbeelding: asmuSe / Pixabay

Leefbare zone
Het is even omdenken. Want we zijn door de jaren heen erg gewend geraakt aan het idee dat aliens het alleen leuk kunnen hebben op een hemellichaam dat in grove lijnen op het onze lijkt. Toch is het idee dat onze planeet helemaal niet zo geschikt is voor leven, niet heel vergezocht. Kijk maar eens naar de leefbare zone rond onze ster. Dit is een denkbeeldige zone die vaak wordt aangehaald om de leefbaarheid van een planeet vast te stellen. Planeten die zich in deze zone bevinden, zijn niet zo ver van hun ster verwijderd dat eventueel vloeibaar water op hun oppervlak bevriest, maar staan ook niet zo dicht bij hun planeet dat datzelfde water verdampt. In andere woorden: planeten in de leefbare zone kunnen in theorie vloeibaar water herbergen op hun oppervlak. Ook onze aarde bevindt zich in zo’n leefbare zone. Maar slechts nipt. “De aarde schraapt langs de binnenste rand van de leefbare zone in ons zonnestelsel,” stelde onderzoeker René Heller, auteur van het Superhabitable Worlds-paper in 2014. “Dus als je het zo bekijkt, is de aarde slechts op het nippertje leefbaar.”

Eén van de dichtstbijzijnde sterren is een oranje dwerg. Je ziet ‘m hier in het hart van de artistieke impressie: Alpha Centauri B. Onderzoek heeft uitgewezen dat deze minimaal één planeet bezit. Afbeelding: ESO / L. Calçada / N. Risinger.

Woestijnen
Daarnaast moeten we ook concluderen dat er heel wat plaatsen op aarde te vinden zijn die afbreuk doen aan de leefbaarheid van de planeet. Denk bijvoorbeeld aan woestijnen en ijzige gletsjers bijvoorbeeld. Bovendien fluctueert de leefbaarheid van onze planeet door de tijd heen sterk. Er zijn in het verleden wellicht perioden aan te wijzen waarin het leven op aarde beter gedijde dan nu (bijvoorbeeld toen er meer zuurstof in de atmosfeer zat dan nu het geval is).

Onze zon gaat te snel dood
Daarnaast stevenen we af op een tijd waarin de aarde misschien zelfs helemaal niet meer als ‘leefbaar’ te boek staat. Dat laatste brengt ons bij onze ook-al-niet-zo-perfecte zon. Het is bij de gratie van dat hemellichaam dat er leven op aarde is, maar het is ook mede aan dat hemellichaam te danken dat onze planeet niet superleefbaar is. Onze ster gaat namelijk te kort mee, zo schrijven Heller en collega John Armstrong. Ze wijzen erop dat onze aarde in het verleden leefbaarder werd naarmate er meer levensvormen op te vinden waren. Zo waren er in het begin alleen primitieve levensvormen te vinden op aarde. Pas toen een aantal van hen ongeveer 2,3 miljard jaar geleden grote hoeveelheden zuurstof ging produceren, waardoor de zuurstofconcentratie in de atmosfeer toenam, konden er actievere, grotere en ingewikkeldere organismen ontstaan. Voortbordurend op die geschiedenis, concludeert Heller dat oudere planeten over het algemeen leefbaarder zijn dan jonge planeten en dat leefbare planeten als ze wat meer tijd gegund is dus uit kunnen groeien tot superleefbare exemplaren. Maar een zonachtige ster gunt een planeet relatief weinig tijd. Onze ster is nu zo’n 4,5 miljard jaar oud en gaat naar schatting nog hooguit 6 miljard jaar mee. Een planeet is dan ook veel beter af met een oranje dwerg als moederster. “Deze zogenoemde oranje dwergsterren gaan langer mee dan het universum oud is. En doordat ze veel ouder zijn dan de zon, heeft het leven ook meer tijd gehad om op hun potentieel leefbare planeten en manen te ontstaan en als dat is gebeurd, heeft het leven ook meer tijd om het ecosysteem aan te passen, waardoor de planeet nog leefbaarder werd.”

Hier zie je de ruimtetelescoop James Webb. Het is de krachtigste ruimtetelescoop die ooit is gebouwd. NASA hoopt ‘m volgend jaar te lanceren. Afbeelding: NASA.

Superleefbaar
We staan dus maar nipt in de leefbare zone en onze ster gaat eigenlijk te jong dood. Met die tekortkomingen moet de aarde het doen met het predicaat ‘leefbaar’. Maar hoe zien de planeten met het stempel ‘superleefbaar’ er dan uit? Nou, ze hebben een aantal eigenschappen die er samen voor zorgen dat deze planeten geschikter zijn voor leven dan onze eigen aarde. Een greep uit de achttien eigenschappen die de onderzoekers in hun paper noemen:
– Ze zijn twee tot drie keer groter dan de aarde, waardoor er simpelweg meer ruimte is voor verschillende levensvormen, maar de planeet niet zo’n grote omvang heeft dat de zwaartekracht de evolutie van leven in de weg zit.
– Ze draaien om een ster die iets kleiner en minder helder is dan onze zon.
– Ze bezitten geen enorme oceanen, maar kleinere, ondiepe wateren (op aarde geldt dat de biodiversiteit in kleine, ondiepe wateren vele malen groter is dan in de diepe oceanen).
– Ze bezitten geen supercontinenten (die meestal gekenmerkt worden door een weinig leefbare woestijn in het midden). In plaats daarvan is het (ondiepe) water en land tamelijk evenredig over het oppervlak verdeeld.
– Ze bezitten een magnetisch veld dat beschermt tegen kosmische straling.
– Ze staan in het hart van de leefbare zone, in plaats van aan het randje, zoals de aarde.
– Ze hebben dankzij atmosferische en geologische processen een minder grillig klimaat dan de aarde, waardoor grote klimaatveranderingen en bijbehorende massa-extincties niet aan de orde zijn.
– Ze hebben een iets dikkere atmosfeer dan de aarde, die bovendien rijker is aan zuurstof.
De onderzoekers willen met de lijst naar eigen zeggen laten zien “dat een scala aan eigenschappen en processen een wereld tot een gastvrijere omgeving kan maken dan de aarde is.” Hamvraag is natuurlijk of er ergens een planeet te vinden is die aan het gros van deze eisen voldoet. “Gezien het aantal planeten dat in het sterrenstelsel bestaat, lijkt het redelijk om te voorspellen dat er werelden zijn die comfortabeler zijn dan de aarde.”

Een paar eeuwen geleden moesten we wennen aan het idee dat onze aarde niet het centrum van het universum was. En nu lijken we te moeten gaan wennen aan het idee dat onze aarde niet de beste plek voor leven is. Het is even slikken, maar wellicht is dit de ommezwaai in het denken die de zoektocht naar buitenaards leven na al die jaren nodig heeft. Wat denk jij?