Da hast Du natürlich Recht, aber wenn man die Frage so verkürzend stellt, meint man in der Regel, warum sich das Leben auf molekularer Basis ausgerechnet auf Kohlenstoffbasis aufbaut und nicht z.B. auf Siliciumbasis, wenn man von den Grundstrukturen der Moleküle ausgeht. Primär haben wir Kohlenstoffketten und -ringe statt Siliciumketten und -ringe, obwohl beide Elemente in der 4. Hauptgruppe des Periodensystems stehen und daher hinsichtlich der Vierbindigkeit der Valenzelektronen gleichartig sind.Zunächst ist m.E. schon die Frage "Warum ausgerechnet Kohlenstoff?" zu verkürzt.
Tatsächlich verwendet das Leben alles, was es vorfindet und funktioniert, auch Metalle (als Spurenelemente, unser Blut z.B. funktioniert nicht ohne Eisen, anderes Blut nicht ohne Kupfer).
Kohlenstoff allein tut gar nichts. Erst im Zusammenspiel mit anderen Elementen, insbesondere H, O, N, P, S geht es, ist Leben möglich (ok, evtl. kann man den P noch durch Arsen ersetzen, das aber nur am Rande, wichtig ist, dass es ein Zusammenspiel aus nicht wenigen Elementen braucht).
Und Natrium und Kalium, Ca und Mg und Chlor, weitere Nichtmetalle und Halbmetalle und einige Schwermetalle in geringeren Mengen werden auch gerne vom Leben benutzt und sind ja eh überall vorhanden.
Die anderen Elemente neben Kohlenstoff können entweder Kohlenstoff in den Grundstrukturen substituieren (Hetero-Atome) oder als Seitenketten derivatieren (z.B. als homologe Gruppen, wie etwa Aldehydgruppen oder Carboxylgruppen oder Aminogruppen). Dennoch stellt bei den biogenen Verbindungen Kohlenstoff das zentrale Element dar, um das herum sich alles andere gruppiert und anordnet, so dass die große Molekülvielfalt daraus hervorgeht. Kohlenstoff liefert das Grundgerüst - das ist damit gemeint.
Gründe, warum Silicium dafür aus chemischer Sicht nicht geeignet ist, wurden genannt bzw. gehen aus dem Link zum 1. Kapitel des uchs "Astrobiologie für Einsteiger" hervor, wo bis auf die quantenmechanischen Grundlagen hinab begründet wird, dass und warum Silicium keine gleichwertige Alternative zu einer kohlenstoffbasierten Chemie sein kann.
Es gibt zwei Begründungsstränge, die Kohlenstoff favorisieren: Zum einen, weil es handfeste chemische Gründe gibt, die Silicium im Vergleich zu Kohlenstoff benachteiligen, so dass auch auf einer reinen Siliciumwelt ohne Kohlenstoff keine Makromoleküle entstehen würden, weil Silicium nun mal zur Silikatbildung neigt und nicht zu längeren Siliciumketten, an die sich Seitenketten anlagern könnten. Zum anderen ist die Verfügbarkeit von Silicium auf terrestrischen Planeten aus astrophysikalischen und planetologischen Gründen stets an die Verfügbarkeit von Kohlenstoff gekoppelt, so dass die von Dir erwähnte Konkurrenzsituation gegeben ist, die dann den Ausschlag gibt für die Präferenz von Kohlenstoff, statt Silicium.Es ist eigentlich auch wenig sinnig über Silizium als C-Ersatz zu spekulieren, denn Kohlenstoff ist häufig und wenn Si da ist, dann auch C und wenn also beides da ist, dann würde die wirkliche Frage lauten: "Warum Silizium, wenn doch auch Kohlenstoff da ist und der besser geeignet ist?"
Analog trifft das auf Wasser statt Ammoniak als Biosolvens zu: Wasser ist zum einen aus chemischen Gründen vorteilhafter und geeigneter und zum anderen ist Wasser neben Ammoniak stets präsent, so dass hier wieder die Konkurrenzsituation den Ausschlag pro Wasser statt Ammoniak gibt.
Aber nur als Baustoff, ohne dass Siliciumverbindungen in das Stoffwechselgeschehen eingebunden wären. Kieselsäure wird aufgenommen und an der Außenhülle als Siliciumdioxid abgelagert. Der Wasseranteil der Kieselsäure wird lediglich abgespalten, aber sonst nichts mit der Kieselsäure angestellt. Der Siliciumanteil bleibt also inert.Nicht dass es so wäre, dass das Leben nicht auch Si verwenden würde, z.B. in Kieselalgen...
Die Ammoniaklösung wird als Salmiakgeist bezeichnet. Beim Erhitzen wird Ammoniak freigesetzt, aber beim Abkühlen löst es sich wieder in Wasser. Da Salmiakgeist ein eutektisches Gemisch bildet, ist mit Erreichen des Tiefstwertes keine flüssige Lösung mehr vorhanden, so dass dann noch freies Ammoniak auch bereits ausgefroren wäre. Freies Ammoniak gefriert bei minus 77 Grad Celsius, wäre also beim Erstarrungspunkt des Ammoniak-Wasser-Gemisches von knapp minus 100 Grad Celsius bei einer Sättigung von 34 Prozent Ammoniak in Wasser ebenfalls längst ausgefroren und kann sich daher in Reinform nicht als Flüssigkeit anreichern, wenn zugleich Wasser präsent ist.NH3 ist immerhin als Lösungsmittel interessant... Aber richtig, es ist schwer vorstellbar, dass NH3 zwar da sein soll, aber kein H2O, welches bestimmt das bessere Lösungsmittel wäre. Und Mischungen sind sehr basisch... schlechte Grundlage, denke ich.
Quelle: https://openscience.ub.uni-mainz.de/bit ... 1/1635.pdf Seite 10
Da Leben zugleich Kohlenstoffchemie ist, würden im Zuge von Stoffwechselprozessen zudem permanent Wassermoleküle entstehen, so dass auch auf diesem Weg sukzessive Ammoniak als Biosolvens durch Wasser abgelöst würde, sollte es in ariden Gebieten hypothetisch die Möglichkeit geben, dass sich lokal begrenzt Seen aus reinem Ammoniak bilden könnten und dort dann Leben entstehen können.
So weit mir bekannt, bedarf es im Gestein gelösten Wassers, um die Plattentektonik in Gang zu halten, aber dazu müsste ich dann noch mal genauer recherchieren, ob das noch allgemein anerkannter Kenntnisstand ist.Nicht ganz sicher, ob es das für eine Plattentektonik wirklich braucht.
Nicht bei Photodissoziation. Das SO2 verbindet sich mit zwei Hydroxid-Ionen zu H2SO4:a ja und Schwefel bildet bei Oxidation erst einmal SO2 und dann mit Wasser schwefelige Säure, zum SO3 / H2SO4 braucht es mehr Mühe ...
SO2 + OH- + OH- = H2SO4
EDIT: Diesen Part muss ich in meinem vorigen Post aber noch mal aktualisieren. Danke für den Hinweis!
Derselbe Vorgang läuft auch in der Venusatmosphäre ab:
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwefels ... #VorkommenAußerhalb der Erde findet sich Schwefelsäure in der oberen Atmosphäre der Venus. Diese entsteht durch photochemische Reaktionen aus Schwefeldioxid und Wasser. Es bilden sich Tröpfchen, die 80–85 % Schwefelsäure enthalten. In tieferen Schichten zersetzt sich die Säure auf Grund der hohen Temperaturen in Schwefeldioxid, Sauerstoff und Wasser, die wieder aufsteigen und Schwefelsäure bilden können.
Ja, aber der Carbonatanteil fällt sukzessive aus, wenn Magnesium-Ionen und Calcium-Ionen im Wasser vorhanden sind, die zuvor an Chlorid oder Sulfat gebunden sind und als Lösung dann frei dissoziieren bzw. als Hydroxid vorhanden sind. Gelöstes CO2 löst dann die Kalkwasserreaktion aus:Kohlensäure (bzw. gelöstes CO2) liegt eher als [CO2-H2O]-Komplex im Wasser vor denn als 2 H+ + CO3 2-,
Ca(OH)2 + CO2 = H2O + CaCO3
Analog fällt auch Magnesiumcarbonat nach der Reaktion mit CO2 aus, so dass dann das Wasser erneut CO2 lösen kann, was die Kalkabscheidung fortsetzt, bis die frei verfügbaren Ionen zur Carbonatbildung zur Neige gehen. Sukzessive verringert sich der Anteil an CO2 in der Atmosphäre, wenn ein effizienter Wasserkreislauf in globalem Ausmaß andauert und die Gesamtwassermenge auf der Oberfläche groß genug ist, um eine entsprechend hinreichende Menge an freien Metall-Ionen zur Verfügung zu stellen.
Auf der Erde etwa 9000 m über Grund, danach senkt sich die Erdoberfläche ein und die relative Höhe sinkt dadurch wieder ab. Die Insel Hawaii bildet die Obergrenze des über Grund Möglichen. Der Mount Everest könnte noch etwas höher werden, weil er sich auf einer kontinentalen Platte befindet, die zudem als Horstscholle im Ganzen nach oben gedrückt wird, aber auch dieser Prozess findet seine natürliche Grenze in der Elastizität des darunter liegenden Erdmantels. Viel mehr als 10.000 m dürften es auf der Erde nicht sein:Hm... ich weiß nicht, wie hoch Berge werden können ...
https://www.bergwelten.com/a/koennen-be ... och-werden
Das ist richtig. Sauerstoff findet sich z.B. auf der Erde überwiegend gebunden im Silikat und Wasserstoff in verschiedenen Hydrathaltigen Gesteinen (u.a. Hydrogencarbonate, Hydrogensulfate oder Hydrogenphosphate). Was den Wasserstoffanteil im Erdkern betrifft, wusste ich das bisher nicht, aber ja, da sind im Erdinneren noch Ressourcen vorhanden, die das Ganze noch komplexer werden lassen. Relevant ist das kondensierte Oberflächenwasser für die Entstehung und Erhaltung von Leben, was bei der Erde eben gerade mal 0,24 Promille der Gesamtmasse beträgt und den Wert von 1 Promille nicht nennenswert überschreiten darf, um Landflächen zu ermöglichen.O und H müssen nicht automatisch immer H2O bilden.
Ich denke, das trifft auf dieses Topic generell zu.Die Dinge sind jedenfalls komplex, einfache Antworten selten...