Star Trek und die Geologie: Leben, Jim. Aber nicht wie wir es kennen

„Der Weltraum, unendliche Weiten. Wir schreiben das Jahr 2200. Dies sind die Abenteuer des Raumschiffs Enterprise, das mit seiner 400 Mann starken Besatzung 5 Jahre unterwegs ist, um fremde Galaxien zu erforschen, neues Leben und neue Zivilisationen. Viele Lichtjahre von der Erde entfernt dringt die Enterprise in Galaxien vor, die nie ein Mensch zuvor gesehen hat.“

In der Folge "Horta rettet ihre Kinder" (1967) landet die Crew der Enterprise auf den Planeten Janus VI wo die Sternenflotte eine Bergbaukolonie betreibt. Janus VI ist laut der Klassifikation im Star Trek Universum ein Typ E-Stein-Eisen-Planet, reich an Metallen wie Gold, Uran, Platin, Cer und Pergium, ein fiktives Element. Eine relativ junge Welt, um die 1,3 Milliarden Jahre alt, ohne sichtbare Atmosphäre und anscheinend ohne einheimische Lebensformen. Allerdings werden die Bergleute, nachdem sie tief in das Planeteninnere eingedrungen sind, plötzlich von einem grauenhaftem Monster angegriffen. Spock, der wohl sein geologisches Einfühlungsvermögen anwendet, vermutet schon bald, dass es sich bei dem Wesen um eine Lebensform handeln könnte, die auf Silizium basiert.

"Das Leben wie wir es kennen, basiert gewöhnlich auf den verschiedensten Kombination von Kohlenstoffverbindungen. Aber es könnte auch etwas existieren mit ganz anderen Elementen. Mit der Grundlage Silizium.“

 

Auf der Erde beruht das Leben, so wie wir es kennen, auf Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff mit Spuren von Kalium, Calcium, Magnesium, Eisen, Phosphor und Schwefel.
Kohlenstoff ist auf der Erde ein idealer Ausgangsstoff für Leben da er unter  terrestrischen Temperaturbedingungen stabile und komplexe Moleküle bilden kann. Verbindungen zwischen Kohlenstoff-Kohlenstoff, Kohlenstoff-Sauerstoff und Kohlenstoff-Wasserstoff sind außerordentlich stark, die Moleküle sind aber gleichzeitig gut in Wasser löslich. Moleküle die in einer Flüssigkeit frei beweglich sind, sind eine wichtige Voraussetzung für einen funktionierenden Stoffwechsel.

Silizium ist sehr häufig auf der Erde wird aber kaum von terrestrischen Lebensformen genutzt. Mikroorganismen wie Kieselalgen und Strahlentierchen nutzen Silaffine (kurze Peptide die zur Stabilisierung verwendet werden) und amorphe Silizium-Hydrogele um ihre filigranen Schalen aufzubauen. Unter höheren Organismen sind nur Kieselschwämme in der Lage Silizium zu verwenden. Allerdings nutzen diese Organismen Silizium nur für Schalen und Stützelemente, es spielt keine  Rolle in ihrem Stoffwechsel.
Theoretisch könnte Silizium aber auch für Gewebe, Organe und sogar einen alternativen Stoffwechsel verwendet werden.  Das Element findet sich im Periodensystem neben Kohlenstoff und weist einige chemische Ähnlichkeiten auf.  Silizium bildet wie Kohlenstoff stabile Bindungen mit sich selbst und Elementen wie Kohlenstoff, Germanium, Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff und Schwefel.

„Eine Siliziumknolle, davon gibt´s Millionen da Unten, leider sind sie wertlos."
„Immerhin ist es eine geologische Kuriosität! Pures Silizium!“
„Einige Spurenelemente, aber hören sie, sie sind doch nicht hergekommen um Steine zu suchen."

Solche Silane können große Moleküle bilden, Ketten, Röhren und Schichten, die in einem hypothetischen Organismus verwendet werden könnten um einen Zellkörper aufzubauen.

Allerdings sind diese Verbindungen unter terrestrischen Bedingungen den Kohlenstoff-Molekülen unterlegen. Silizium ist sehr reaktionsfreudig und verbindet sich gern mit Sauerstoff. Eine hypothetische Silizium-Lebensform würde Probleme mit der Atmosphäre der Erde haben, die bis zu 21% aus Sauerstoff besteht. Der Körper der Silizium-Lebensform würde langsam von den Gasen und Wasser in unserer Atmosphäre zersetzt werden. In der Star Trek Folge wird erwähnt das die fremde Lebensform, die sich selbst Horta nennt, aus einer Sauerstofffreien Umgebung, tief im Inneren des Planeten verborgen, stammt. Tatsächlich könnten Silizium-Moleküle in einer reduzierenden und trockenen Atmosphäre funktionieren. 

Ein weiteres Problem für Silizium ist Wasser. Während reines Silizium mit Wasser reagiert, sind Wasserstoff-Silizium Verbindungen schwer löslich. Ein Stoffwechsel kann so nicht funktionieren, es braucht daher eine geeignete Alternative. Als ein solches alternatives Lösungsmittel könnte flüssiges Methan und Ethan verwendet werden. Aber gibt es Planeten auf (oder in) denen Kreaturen wie die Horta überhaupt existieren könnten? Wir müssen nicht weit reisen um eine solche Umgebung tatsächlich zu finden. Die Oberfläche des Saturnmonds Titan ist so kalt, um die -200°C, das sich das auf der Erde gasförmige Methan verflüssigt und Seen und Flüsse bildet. Silizium-Moleküle sind relativ kälteunempfindlich, theoretisch könnte ein solcher Stoffwechsel in einer solchen Umwelt tatsächlich funktionieren.

Ob allerdings tatsächlich eine auf Silizium basierende Lebensform irgendwo da draußen exisitiert, das steht in den Sternen...