Besonders gemütlich ist es nicht auf der jungen Erde. Eine salzige Brühe schwappt in dem mit Vulkaninseln gespickten Ur-Ozean des sogenannten Hadaikums. Immer wieder ergießt sich glühende Lava in die Fluten, die von der massiven Gravitationswirkung des eng an der Erde kreisenden Mondes aufgewühlt werden. In der Atmosphäre aus Stickstoff und Kohlendioxid toben Gewitterstürme. Ohne Unterlass prasselt harte UV-Strahlung von der noch jugendlichen Sonne auf die Erde, weil es noch keine schützende Ozonschicht gibt. So in etwa stellen sich Forscher die Frühzeit unseres Planeten vor 4,5 bis 3,8 Milliarden Jahren vor.

Neben vielen Fachkollegen beschäftigen sich auch der Astrobiologe Stefan Fox und der Chemiker Henry Strasdeit von der Universität Hohenheim mit der Frage, wie das Leben auf unserem Planeten entstanden sein könnte. Gerade haben sie aufsehenerregende Ergebnisse vorgestellt, die einen entscheidenden Schritt der chemischen Evolution erklären könnten. Die Erkenntnisse könnten auch für die Suche nach Leben im All von Nutzen sein, einem Thema, das beim gerade zu Ende gegangenen Europäischen Planetenforscherkongress in Potsdam eine entscheidende Rolle spielte.

Fox und Strasdeit präsentierten auf dem Treffen die Ergebnisse eines Experiments, mit dem sie die Vorgänge an den Rändern der jungen Ozeane simulieren wollten - an der Grenzschicht zwischen kühlem Meerwasser und kochender Lava. Sie mischten einen Cocktail bekannter Aminosäuren in eine Salzlösung, von der sie glauben, dass sie den Verhältnissen im frühen Ozean nahe kommt: Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumchlorid. Die Aminosäuren als Grundbausteine des Lebens, so argumentieren sie, könnten bei Gewittern in Wolken aus Vulkanasche gebildet worden sein. Außerdem dürften Meteoriten die Substanz auf die Erde gebracht haben - immerhin hat die Nasa-Sonde "Stardust" im Staub des Kometen "Wild 2" die Aminosäure Glycin nachgewiesen.

"Ergebnisse im Prinzip für alle Sonnensysteme gültig"

Als die Hohenheimer Forscher ihre Salzbrühe verdampften und anschließend in einer Atmosphäre aus Stickstoff und Kohlendioxid auf vulkanische Temperaturen jenseits von 300 Grad erhitzten, trauten sie ihren Augen kaum: Sie konnten sogenannte Pyrrole nachweisen. Das sind komplexe organische Substanzen, die in nur einem weiteren Reaktionsschritt zu lebenswichtigen Verbindungen wie Chlorophyll oder Häm - so heißt die sauerstofftragende Verbindung im Blutfarbstoff Hämoglobin - werden können. "Eigentlich hätten die Aminosäuren sublimieren  müssen, stattdessen gingen sie mit den Metallionen im Salz eine stabile Verbindung ein", sagt Fox.

"Es liegt nahe, dass sich aus solchen Verbindungen das Leben organisiert haben könnte", beschreibt sein Kollege Strasdeit die Ergebnisse des Experiments mit der Ursuppe. Schon sehr früh habe es möglicherweise Moleküle auf der Erde gegeben, die Energie aus Licht zu nutzen gewusst hätten, wie es etwa bei Chlorophyll der Fall ist. "Unsere Ergebnisse sind im Prinzip für alle Sonnensysteme gültig", ergänzt Fox. In den fernen Welten könnten schließlich in vielen Fällen ähnliche Bedingungen herrschen wie auf der jungen Erde.

Die Suche nach außerirdischem Leben verspricht Antworten auf eine der fundamentalsten Fragen der Menschheit: Sind wir allein im All? Forscher fragen noch etwas konkreter: Wo würde die Suche nach kosmischen Verwandten am ehesten lohnen? Der deutschstämmige Physiker Axel Hagermann von der Open University im britischen Milton Keynes versucht derzeit, darauf eine Antwort zu finden. Zusammen mit einem Kollegen, dem Biologen Charles Cockell, arbeitet er an einem sogenannten Habilitätsindex. Das ist eine Zahl, die für jeden Himmelskörper angeben soll, wie lebensfreundlich dieser ist.

Wie lässt sich Lebensfreundlichkeit beschreiben?

Für spezielle Fälle wie den Mars existiert eine solche Angabe seit kurzem ("Martian Habitability Index"). Die Angabe ist höchst interessant, weil sie bei der Planung zukünftiger wissenschaftlicher Arbeit entscheidende Hinweise gibt. Denn längst nicht überall, wo Leben möglich ist, existiert auch welches.

Bisher, so sagt Hagemann, hätten vier entscheidende Kriterien die Lebensfreundlichkeit bestimmt:

• das Vorliegen eines Lösungsmittels, normalerweise denkt man hier an Wasser
• elementare Bausteine des Lebens, etwa Aminosäuren
• passende Umweltbedingungen, zum Beispiel pH-Wert, Temperatur, Druck
• eine nutzbare Energiequelle

Diese Faktoren, die sich zum Beispiel als sich schneidende Mengen in einem Diagramm einzeichnen lassen, sind jedoch schlecht zu quantifizieren. Hagermann plädiert deswegen für einen einfacheren Ansatz. Er glaubt, dass es ein zentrales Kriterium für die Entstehung von Leben gibt: "Die Energie scheint der entscheidende Faktor zu sein." So hänge der Großteil des Lebens auf der Erde von der Sonne und ihrer Strahlung ab. Doch es gebe auch andere Wege um an die begehrte Energie zu kommen - wie etwa an den Schwarzen Rauchern der Tiefsee, wo Organismen zwar kein Licht zur Verfügung stünde, sehr wohl aber Wärme . Außerdem ließen sich die klassischen Kriterien zum Teil auch als Funktion der Energie darstellen: So sei etwa Wasser als Lösungsmittel auch nur dann flüssig, wenn genügend Energie zum Schmelzen des Eises zur Verfügung steht.

Mit der Alien-Formel zum Ziel?

Hagermann vergleicht seine Arbeit mit der des US-Astronomen und Astrophysikers Frank Drake. Der hatte im Jahr 1961 eine Gleichung vorgestellt, mit der die Zahl intelligenter Zivilisationen in der Milchstraße bestimmt werden kann. "Die Drake-Gleichung  ist bis heute nicht präzise lösbar, aber wir kommen der Sache immer näher", sagt Hagermann. Der neue, auf der Energie basierende Ansatz erscheine auf den ersten Blick viel einfacher als die Drake-Formel. Doch bis der Forscher einen jeden Himmelskörper mit einem Maß für dessen Lebensfreundlichkeit versehen kann, dürfte indes noch einige Zeit vergehen. "Wir sind womöglich weit entfernt, das Ziel mag sogar unerreichbar sein", schränkt Hagermann ein.

"Vergleichbar mit dem geozentrischen Weltbild im Mittelalter"

Vielleicht greift die Suche nach außerirdischem Leben, wie die Forscher sie derzeit betreiben ohnehin zu kurz. "Das gegenwärtige Konzept der Astrobiologie stellt das Leben auf der Erde zu sehr in den Mittelpunkt", kritisiert Johannes Leitner von der Universität Wien. "Das ist vergleichbar mit dem geozentrischen Weltbild im Mittelalter." Der Österreicher arbeitet in einem Team, das sich Gedanken über alternative Habitate macht, in denen Leben existieren könnte.

Die Forscher sehen sich zum Beispiel Lösungsmittel wie Schwefelsäure an. Denn auch darin, und nicht nur in Wasser wie bei uns auf der Erde, könnte sich Leben entwickeln, vermuten sie - auch wenn kohlenstoffbasierter Stoffwechsel in der aggressiven Umgebung nicht möglich ist.

"Wir sind immer ziemlich befangen in der Annahme, dass Außerirdische aussehen wie wir. Aber das liegt nur daran, dass wir keine Alternativen kennen", hatte der US-Astronom und Astrophysiker Frank Drake vor einiger Zeit im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE gesagt. Leitner und seine Kollegen arbeiten nun daran, genau solche Alternativen zu entwickeln.

Die Konsequenzen sind weitreichend: Wenn man andere Lösungsmittel als Wasser in Betracht zieht, dann wird die habitable Zone um ferne Himmelskörper schlagartig größer. So nennen Astronomen den Bereich, in dem Exoplaneten lebensfreundliche Bedingungen bieten könnten. Und diese Zone wird etwa durch den Umstand größer, dass ein Ozean aus Ammoniak auch dann noch flüssig ist, wenn sein Pendant aus Wasser längst zu Eis erstarrt wäre. Andere Lösungsmittel wiederum würden auch bei Temperaturen noch munter hin und her schwappen, bei denen Wasser schon längst als Gas entfleucht wäre.