Dune ist der umgangssprachliche Name für den Planeten Arrakis, eine zerklüftete Wüstenwelt im Sternensystem Canopus, Schauplatz großer Teile der epischen Geschichte. Ihre beiden Hauptbewohner sind die zähen Fremen, eine menschliche Gemeinschaft, und die einheimischen Shai-Hulud – gewaltige Sandwürmer, die Tausende Jahre alt werden und über zwei Kilometer lang sein können.
Die Shai-Hulud ernähren sich hauptsächlich von Sand, ergänzt durch winzige Sandplankton-Organismen. Beim Verdauen dieser kargen Nahrung setzt ihr Stoffwechsel Sauerstoff frei – ein Konzept, das nicht allzu abwegig ist, da Sand aus Siliziumdioxid besteht (ein Siliziumatom, gebunden an zwei Sauerstoffatome). So entsteht auf Arrakis eine für Menschen atembare Atmosphäre.
Auf der Erde verdanken wir unsere atembare Luft der Photosynthese von Pflanzen und Bakterien. Diese binden Kohlendioxid und Wasser mit Sonnenenergie zu Zucker um und geben Sauerstoff ab.
Menschen und tierisches Leben hätten sich ohne das Große Sauerstoffereignis vor 2 bis 2,4 Milliarden Jahren nicht entwickeln können. Damals produzierten photosynthetisierende Cyanobakterien in den Urozeanen massiv Sauerstoff.
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"Dies mündete in einer Atmosphäre, die vielzellige Organismen vor etwa 540 Millionen Jahren und uns später ermöglichte", erklärt Prof. Gary King von der Louisiana State University, Experte für mikrobielle Ökologie.
King untersucht, wie photosynthetische Bakterien – sogenannte Phototrophe – Sauerstoff in die Marsatmosphäre einbringen könnten. Dieser Prozess, das Terraforming, macht fremde Welten bewohnbar.
2012 entdeckte der NASA-Rover Curiosity Beweise für Wasser auf dem Mars – essenziell für Photosynthese. Viele Ressourcen sind jedoch gefroren. Kings Plan: Automatisierte Fabriken erzeugen Treibhausgase, erwärmen den Planeten und schmelzen das Eis zu nutzbarem Flüssigwasser.
"Eine Erwärmung zur Unterstützung von Phototropen ist vorstellbar, doch Herausforderungen bleiben", betont King.
Ein Risiko: Hohe Strahlung von der Sonne. Die Erde schützt ihr Magnetfeld; der Mars verlor seine Atmosphäre vor 3,5 Milliarden Jahren durch Spallation.
Wie vermeiden? King: Eine aktive Biosphäre könnte Sauerstoffverluste ausgleichen – ähnlich wie irdische Pflanzen den Verbrauch durch Tiere kompensieren.
Können wir ohne Wasser überleben?
Wüsten sind unwirtlich, doch Arrakis in Dune ist extrem: Kein Regen, Fremen überleben mit innovativen Mitteln wie dem Stillsuit.
Dieser Anzug recycelt Körperflüssigkeiten: Schweiß wird gefiltert und trinkbar gemacht, Urin und Fäkalien ebenso. Angetrieben durch Bewegungen verliert man nur einen Fingerhut Feuchtigkeit täglich, wie Fremen-Führer Liet Kynes sagt.
Auf der Erde kein Bedarf, im Weltraum schon.
Auf der ISS fehlt natürliches Wasser; Neuzufuhr kostet Tausende Dollar pro Liter. Das Recyclingsystem gewinnt bis zu 93 % aus Schweiß, Atemfeuchtigkeit, Waschwasser und Urin – destilliert, zentrifugiert, gefiltert und geprüft. Es ist reiner als Leitungswasser.
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Auf dem Mars: Ähnliche Systeme, plus Atmosphärenextraktion oder Kondensatoren. Eine 2018-Studie in Environmental Science & Technology testete in Saudi-Arabien: 35 g Gel extrahierten 37 g Wasser bei 60 % Luftfeuchtigkeit.
"Ideale Lösung für aride Regionen", schließen die Forscher.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 369 des BBC Science Focus Magazine – Hier erfahren Sie, wie Sie sich anmelden können