Ferne Welten außerhalb unseres Sonnensystems können ungemütliche Ort für Leben sein. Entweder ist es bitterkalt auf so einem Exoplaneten. Oder der Stern, den sie umkreisen, strahlt so stark, dass keine irdische Sonnencreme auch nur den Hauch einer Chance hätte, hier menschliche Haut zu schützen. Von der Luft zum Atmen ganz zu Schweigen. Sie fehlt meist ganz.

Damit Leben auf einem Planeten kreuchen und fleuchen kann, braucht es eine Atmosphäre. Sie hält kosmische Strahlung ab, die das Erbgut von Zellen zerstören könnte. Sie sorgt dafür, dass Planetenbewohnern nicht ständig heiß und kalt wird, je nachdem, ob die Sonne gerade scheint oder nicht. Und auch Wasser bleibt nur flüssig, wenn es einen Schutzmantel um Welten gibt.

Zum Glück ist unser Planet offenbar gut gewappnet. Sogar besser als bislang vermutet. So zumindest ist zu verstehen, was Forscher im Magazin Nature berichten. Grundsätzlich wurde die schützende Hülle von Planeten wohl unterschätzt. Auch die Atmosphäre der Erde ist robuster als bislang gedacht. Leben wird es daher hier auch noch die nächsten bis zu eine Milliarde Jahre lang geben.

Zu diesem Ergebnis kommen französische und amerikanische Wissenschaftler. Erstmals simulierten sie die Atmosphäre der Erde dreidimensional, mittels eines Computermodells. Die Berechnungen ergaben einen neuen Wert, ab dem die Sonnenstrahlung auf einen Planet so stark ist, dass er austrocknet.

Hitzetod durch die Wärmedecke

Nahe Sterne erwärmen Planeten und lassen auch Wolken in ihrer Atmosphäre entstehen, da Wasser auf der Oberfläche des Himmelskörpers verdampft. Diese Wolken wirken wie eine Wärmedecke. Sie lassen zwar die Wärmestrahlung durch. Will die Wärme aber vom Planeten aus in die kalten Weiten des Alls zurück, halten Wolken sie auf.

Normalerweise sorgt dieser Effekt dafür, dass die Temperatur auf einem Planeten erträglich bleibt. Übersteigt aber die Wärmestrahlung der Sonne einen kritischen Wert, beginnt ein Teufelskreis. Der Planet heizt sich mehr und mehr auf, der Himmel bewölkt sich stärker und stärker. Der Wärmedecken-Effekt hält an, bis kein flüssiges Wasser mehr auf dem Planeten vorliegt. Es kommt zum Treibhaus-Kollaps.

Bislang basierten die Abschätzungen für diesen kritischen Wert nur auf eindimensionalen Atmosphärenmodellen. Man ging also davon aus, dass die Atmosphäre rund um einen Planeten homogen und überall gleich feucht ist. Der kritische Wert lag damit bislang bei einer Strahlungsleistung von 350 Watt pro Quadratmeter.

"Aber selbst auf einem Planeten mit einer sehr feuchten Atmosphäre gibt es durch die Zirkulation der Luft sehr trockene Regionen ohne Wolkendecke", sagt François Forget, der die Studie mit Kollegen durchgeführt hat. "Diese trockenen Regionen sind wie Löcher in der Wärmedecke, aus denen die Wärme ins All entfliehen kann." Der Grenzwert, den die Forscher jetzt fanden, berücksichtigt das. Er liegt bei 375 Watt pro Quadratmeter.

Was bedeutet das? Wenn die Sonne in den nächsten Abermillionen von Jahren stetig anschwillt und sich der Abstand zwischen Erde und ihr um fünf Prozent des jetzigen Werts verringert, sollte Wasser auf zumindest Teilen des Erdballs noch flüssig bleiben. Bislang war man davon ausgegangen, das die Umwandlung zur Wüste schon dann einsetzen würde, wenn der Abstand zwischen Erde und Sonne um ein Prozent schrumpfen würde.