Rote Riesen sind ein relativ kurzes, aber umso auffälligeres Stadium im Leben eines Sterns. Dieser hier mit der schwer von der Zunge gehenden Bezeichnung π1 Gruis ist etwa 530 Lichtjahre von uns entfernt und nähert sich dem Ende seiner aktuellen Existenzform. Foto: APA/AFP/European Southern Observatory
Wenn sie schon längst kein Leben mehr tragen kann, wird die Erde zerstört werden – Forscher suchen nun nach vergleichbaren Fällen im All
Werfen wir einen Blick auf die unvermeidliche Zukunft von Sonne und
Erde: In je nach Berechnung fünf bis sieben Milliarden Jahren hat die
Sonne den Wasserstoff in ihrem Kern aufgebraucht und tritt in eine neue
Phase ihrer Existenz ein. Sie bläht sich zu einem Roten Riesen auf,
dessen Oberfläche dann zwischen den heutigen Bahnen von Venus und Erde
liegen wird.
Merkur und Venus werden dabei von der Sonne verschlungen werden – bei der Erde wiederum waren sich Wissenschafter lange Zeit nicht einig, ob sie der Zerstörung vielleicht noch knapp entgehen könnte. In jüngster Zeit wurde aber die Ansicht gestärkt, dass auch die Erde dabei zerstört werden wird.
Verstärktes Bombardement: Seit rund 290 Millionen Jahren werden Erde und Mond von mehr Asteroiden getroffen als zuvor. Denn damals schnellte die Einschlagsrate auf beiden Himmelskörpern um das 2,6-Fache in die Höhe, wie Analysen von Mondkratern enthüllen. Das widerspricht nicht nur der gängigen Annahme einer gleichförmigen Impaktrate, es könnte auch erklären, warum auf der Erde weniger ältere Krater gefunden wurden, so die Forscher im Fachmagazin „Science“.
Die Erde wurde im Laufe ihrer Geschichte immer wieder von Asteroiden getroffen. Diese Einschläge förderten wahrscheinlich die Entstehung des Lebens, lösten aber auch globale Katastrophen und Massensterben aus – wie beim Ende der Dinosaurier. Unklar blieb allerdings, wie sich die Impaktrate im Laufe der Erdgeschichte entwickelt hat. Forscher gingen jedoch bisher davon aus, dass sich die Einschlagsrate nach einem anfangs intensiven Bombardement stabilisiert hat und seither nahezu konstant geblieben ist. Auch periodische Trefferhäufungen haben Wissenschaftler vor kurzem widerlegt.
Sichtbarer Wandel: Der Mensch verändert die Erde nachhaltig – wie sehr, haben Forscher nun sichtbar gemacht. Ihre auf Satellitenbildern basierende Karte dokumentiert weltweite Veränderungen in der Landnutzung. Demnach hat unsere Spezies allein im vergangenen Vierteljahrhundert deutliche Spuren auf dem Planeten hinterlassen – von der Rodung großer Waldflächen bis hin zur Vergrößerung von Städten.
Durch seine Existenz hat der Mensch den Planeten Erde nachhaltig verändert: Er rodete Wälder, legte Äcker an, staute Flüsse und baute Häuser. Mit der wachsenden Weltbevölkerung wurden diese Eingriffe im Laufe der Zeit immer umfangreicher. Beispielhaft zeigt sich dies an den zunehmend großen Ausmaßen, die unsere Städte erreichen. Doch die Urbanisierung ist nicht die einzige sichtbare Veränderung der Erde, die auf unser Konto geht.
Forscher wollen eine Kollision mit einem Asteroiden auslösen und untersuchen. (Bild: ESA – ScienceOffice.org)
Zum Abschluss des Internationalen Raumfahrtkongresses ging es um Asteroiden und wie Forscher die Erde künftig vor katastrophalen Einschlägen schützen wollen.
Der Asteroid Ryugu sei kein „freundliches Ziel“, sagt Masaki Fujimoto, Vize-Direktor der japanischen Weltraumagentur JAXA. Als die ersten aus der Nähe aufgenommenen Bilder der Sonde Hayabusa2 auf der Erde eintrafen, seien die Wissenschaftler zunächst besorgt gewesen wegen der großen Zahl von Felsen mit Durchmessern von über acht Meter, die über die Oberfläche verstreut sind. Der größte Brocken sei am Südpol gesichtet worden und etwa 130 Meter groß. Bei einem Durchmesser des gesamten Asteroiden von 950 Metern ist das schon eine beachtliche Ausbuchtung.
Verborgene Lebenswelt: Kilometertief in der Erdkruste existiert überraschend viel Leben. Trotz Dauerdunkel, enormem Druck und kargen Nährstoffen beherbergt der „Keller“ unserer Kontinente insgesamt mehrere hundert Quadrilliarden Zellen, wie neue Schätzungen nahelegen. Dabei scheinen Bakterien weitaus häufiger zu sein als Archaeen, berichten die Forscher im Fachmagazin „Nature Geoscience“.
Selbst kilometertief unter unseren Füßen wimmelt das Leben: Ob unterhalb der Ozeane oder den Kontinenten – im Inneren der Erdkruste gibt es einzigartige Ökosysteme zu bestaunen. Wissenschaftler sind in den vergangenen Jahren immer wieder auf die mikrobiellen Bewohner dieser Unterwelt gestoßen. Sie fanden sogar noch 2.500 Meter unter dem Meeresgrund lebende Bakterien vor.
Kosmischer Blitzmacher: Auch die Sonne hat einen Einfluss darauf, wie oft es auf der Erde gewittert und blitzt, wie eine neue Studie bestätigt. Demnach fördern nicht nur starke Sonnenstürme die irdische Blitzhäufigkeit, sondern auch die rund 27 Tage dauernde Rotation unseres Sterns führt zu messbaren Schwankungen. Enthüllt hat dies die Auswertung ungewöhnlicher Daten: historischen Tagebüchern aus dem Japan des 18. Jahrhunderts.
Blitze entstehen, wenn sich Ladungsunterschiede in Gewitterwolken abrupt entladen. Die Folge ist eine elektrische Entladung, die als heller Blitz zu sehen ist. Dabei ist die Blitzhäufigkeit lokal durchaus unterschiedlich, weil sie durch das örtliche Klima, aber auch die Landschaftsformen beeinflusst wird. So liegen die irdischen Blitzhotspots in Afrika und Südamerika, in Deutschland blitzt es am Alpenrand am häufigsten.
Zerstört statt gestreift? Die Erde könnte in ihrer Frühzeit eine noch dramatischere Kollision erlebt haben als gedacht – sie könnte sogar komplett zerstört worden sein. Einer neuen Theorie zufolge traf der marsgroße Protoplanet Theia unseren Planeten damals so heftig, dass beide zu einer glühenden Trümmerwolke wurden. Aus dieser Wolke entstand dann zuerst der Mond und dann eine neue Erde – das jedenfalls besagt ein neues Modell.
Unser Mond verdankt seine Existenz höchstwahrscheinlich einer kosmischen Katastrophe. Bei dieser kollidierte vor rund 4,5 Milliarden Jahren ein marsgroßer Protoplanet mit der jungen Erde. Dabei wurde der Impaktor komplett zerstört und aus den Trümmern bildete sich der Erdmond – so die gängige Theorie.
„Die Art und Menge der Fleischproduktion ist so nicht zukunftsfähig“, sagte der evangelische Theologe der „Neuen Osnabrücker Zeitung“ (Mittwoch). „Wir werden die wachsende Weltbevölkerung mit dieser Form der Fleischerzeugung nicht satt bekommen, ohne das Ökosystem der Erde massiv zu schädigen.“
Wie entstand das Leben auf der Erde? Getty Images/Magnilion
Es ist eines der noch ungeklärten Rätsel: Wie entstand unsere Erde und das Leben darauf? Forscher werteten interdisziplinäre Daten aus und kamen zu neuen Ergebnissen. Diese stützen nicht nur Darwins Theorie, sondern liefern auch Anhaltspunkte dafür, weshalb auf dem blauen Planeten Leben möglich ist.
Wie entstand auf der Erde vor rund vier Milliarden Jahren das Leben? Dies ist eine der großen Fragen der Wissenschaft. Hypothesen dazu gibt es viele, doch jede davon hat Schwächen, deshalb fehlt bis heute ein stimmiges Bild.
Neues Szenario
Jetzt entwickelten Forscher der kanadischen McMaster University und des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) in Heidelberg anhand von astronomischen, geologischen, chemischen und biologischen Daten jedoch ein Szenario, das den bislang wahrscheinlichsten Ablauf der Lebensentstehung skizziert. Ihre Ergebnisse legten sie in den „Proceedings der US National Academy of Sciences“ vor.
Optische Täuschung? Die Erde ist nicht rund, sondern eine Scheibe, behaupten die „Flat Earther“ und führen den Blick aus dem Flugzeug an Quelle: Getty Images
In Zeiten, in denen ein US-Präsident wissenschaftliche Erkenntnisse ignoriert, erleben die „Flat Earther“ einen Boom. Das klingt nach Satire, aber die Anhänger meinen es ernst. Millionen Menschen fühlen sich angezogen.
Die Erde ist keine Scheibe. Sie ist rund, ein Planet. Sie dreht sich um die eigene Achse und bewegt sich auf einer elliptischen Bahn um die Sonne. Kinder lernen das schon früh in der Schule. Dass die Erde eine kugelförmige Gestalt haben muss, war bereits in der Antike die herrschende Gelehrtenmeinung. Seit 300 vor Christus zweifelte unter den Gebildeten niemand daran. Und es ist eine Legende, dass die Christen im Mittelalter an eine Erdscheibe geglaubt haben.
Doch in Zeiten, in denen ein US-Präsident wissenschaftliche Erkenntnisse infrage stellt und den Klimawandel als „Fake News“ bezeichnet, hat nun eine Gruppe besonders großen Zulauf, die diese Tatsache offenbar ernsthaft infrage stellt. Die „Flat Earther“ vertreten die Meinung, die Erde sei flach wie eine Scheibe und berufen sich dabei auf eine Theorie des britischen Autoren Samuel Rowbotham. Der hatte im 19. Jahrhundert in einem Buch die Behauptung aufgestellt, dass die Erde keine Kugel sei. Nach Rowbotham bilde der Nordpol das Zentrum der Welt, die Antarktika die Ränder. Sie verhindere mit riesigen Eiswänden, dass Schiffe und Menschen am Ende des Horizonts von der Erde fallen.
Was ist Leben eigentlich, also ich meine wissenschaftlich betrachtet? Was macht uns und unsere Umwelt auf dem Planeten Erde aus? Hat die Wissenschaft heute das Rätsel des Lebens gelöst? Und gibt es Leben jenseits unseres Planeten?
Mit solchen Fragen haben wir uns in einem interdisziplinären Projekt an der Universität Bern in den letzten Jahren intensiv beschäftigt, und auch damit, ob sie zusammenhängen. Heute erscheint die Frucht dieser Bemühungen, ein Buch zum Thema „What is Life? On Earth and Beyond“. Dabei gehen die Meinungen auseinander, ob die Frage, was das Geheimnis des Lebens ist, beantwortet ist. Die Biologen sagen ja, die Philosophen meinen „vielleicht“, und die Theologen fragen sich, ob das wohl stimmt. Naja, so grob jedenfalls.
Woran liegt das? Ich denke, es hat mit der Perspektive zu tun, mit der man die Frage stellt. In vergangenen Jahrhunderten dachte man oft an eine geheimnisvolle Vitalkraft in den Lebewesen, vielleicht ein Echo biblischer Geschichten, nach denen der Atem Gottes alles Leben am Leben erhält. Biologen haben bald herausgefunden, dass es diese Vitalkraft anscheinend nicht gibt, dass Leben nur Physik und Chemie ist, und keinen zusätzlichen Stoff enthält. Nun ja, nicht ganz, denn heutige Biologen sind da etwas schlauer, denn schließlich ist ja quasi alles Physik und Chemie, also ein Stein ja genauso. Besonders am Leben aber ist, dass es eine Geschichte hat, also der Evolution unterliegt. Die Ursprünge des Lebens hängen nun mit dem Beginn der biologischen Evolution zusammen, und tatsächlich hat man diese Frage, wann und wie das Leben entstanden ist, noch nicht gelöst.
Inventur in Sachen Wald: Auf unserem Planeten gibt es rund zehn Prozent mehr Waldfläche als angenommen. Das zumindest legt nun eine Auswertung hochauflösender Google-Earth-Bilder nahe. Der Grund für die Diskrepanz ist der bisher unterschätzte Bestand von Trockenwäldern. Demnach ist die damit bedeckte Fläche 40 bis 47 Prozent größer als frühere Berechnungen ergaben. Das entspricht rund 467 Millionen Hektar Wald, die bisher in keiner Bestandsaufnahme auftauchen, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten.
Ob in den Tropen, in gemäßigten Breiten und sogar bis in den hohen Norden: Bäume gibt es fast überall auf der Erde. Satellitenbilder zeigen eindrücklich, dass unser Planet nicht nur ein blauer, sondern auch ein grüner Planet mit vielen ausgedehnten Waldflächen ist. Schätzungen zufolge wachsen rund drei Billionen Bäume auf der Erde, binden das Treibhausgas Kohlendioxid, geben Sauerstoff ab und bieten darüber hinaus unzähligen Tieren einen Lebensraum. Auf jeden Menschen kommen demnach sage und schreibe 422 Bäume.
So könnte GJ 1132b aussehen. (Bild: Max-Planck-Institut für Astronomie)
Erstmals haben Forscher eine Atmosphäre um einen Planeten gefunden, der unserer Erde bezüglich seiner Masse sehr ähnlich ist. Für erdähnliches Leben ist es dort zwar zu heiß, aber der Fund eröffnet große Perspektiven für viele ähnliche Entdeckungen.
Forscher haben eine dichte Atmosphäre um den 2015 entdeckten, erdähnlichen Exoplaneten GJ 1132b gefunden. Das sei der erste Nachweis einer Atmosphäre um einen Planeten mit einer der Erde vergleichbare Masse und damit ein wichtiger Schritt bei der Suche nach außerirdischem Leben, erklärte das Max-Planck-Institut für Astronomie. Dessen Wissenschaftler waren an dem Entdeckerteam unter der Leitung John Southworths von der britischen Keele University beteiligt. Gelungen ist die Analyse demnach mit Instrumenten der Europäischen Südsternwarte in Chile.
Fehlende Elektronen: NASA-Raumsonden haben überraschende Daten aus dem inneren Strahlengürtel der Erde geliefert. Demnach gibt es dort entgegen gängiger Lehrmeinung gar keine ultraschnellen, energiereichen Elektronen. Stattdessen sorgten bisher offenbar Störeffekte der dominierenden Protonen für diesen Eindruck. Die neuen Messdaten zeigen zudem erstmals genauer, wie lange die bei Sonnenstürmen eindringenden Teilchen im inneren Van-Allen-Gürtel überleben.
Die Van-Allen-Gürtel sind ein wichtiger Teil des planetaren Schutzschilds unserer Erde. Denn sie fangen einen Großteil der harten Strahlung und der energiereichen geladenen Teilchen aus dem Weltraum ab. Gleichzeitig sorgen diese Schutzschilde immer wieder für Überraschungen. So entdeckten Forscher vorübergehend einen dritten Ring, eine zuvor unbekannte Plasmabarriere und seltsame Zebrastreifen.
Himmelsschauspiel: Heute Nacht wird der Vollmond vorübergehend dunkler sein als sonst. Denn um kurz vor Mitternacht tritt er in den Halbschatten der Erde ein. Im Gegensatz zu einer totalen Mondfinsternis färbt sich der Erdtrabant dabei nicht rötlich, sondern wird nur dunkler. Dennoch könnte sich zum Höhepunkt der Verfinsterung ein Blick an den Himmel lohnen – die Verdunklung ist diesmal besonders ausgeprägt.
Mondfinsternisse ereignen sich immer dann, wenn der Mond von der Sonne aus gesehen genau hinter der Erde vorbeizieht. Wandert er dabei durch den Kernschatten der Erde, gibt es eine totale Mondfinsternis: Restlicht färbt den Erdtrabanten dann spektakulär blutrot. Häufiger aber zieht der Mond nur ganz oder teilweise durch den Halbschatten der Erde. Die Passage durch diese Dämmerzone lässt den Vollmond merklich dunkler erscheinen.
Folgenreiches Blackout: Sollte ein starker Sonnensturm die Erde treffen, könnten die Folgen schlimmer sein als bisher gedacht. Allein in den USA könnten bis zu zwei Drittel der Bevölkerung von Ausfällen des Stromnetzes und der Telekommunikation betroffen sein, wie Forscher ermittelten. Die finanziellen Folgen für Wirtschaft und Infrastruktur beziffern sich auf acht bis gut 40 Milliarden US-Dollar – täglich.
Ausbrüche gewaltiger Plasmawolken auf der Sonne sind nichts Ungewöhnliches. Die meisten dieser Sonnenstürme erreichen jedoch unsere Erde nicht oder werden von den magnetischen Schutzschilden unseres Planeten abgefangen. Doch fällt ein Sonnensturm besonders stark aus und ist er noch dazu unserem Magnetfeld entgegengesetzt gepolt, kann er zu einer echten Gefahr werden.
Ungewohnte Perspektive und Farbe: Diese Aufnahme zeigt unseren Heimatplaneten vom Mars aus gesehen. Dieses „Familienfoto“ von Erde und Mond stammt von der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter und wurde aus 205 Millionen Kilometer erstellt. Die Erde erscheint hier rötlich, weil die Kamera an Bord der Sonde unseren Planeten im Infrarot und in Falschfarben aufgenommen hat.
Der Blick aus dem Orbit auf unsere Erde ist fast schon alltäglich: Astronauten der Internationalen Raumstation, aber auch Raumsonden haben uns schon viele spektakuläre Aufnahmen unseres Planeten beschwert. Darunter der Schatten einer Sonnenfinsternis auf der Erde, Nachtansichten Europas oder Polarlichter aus dem Orbit gesehen. Berühmt geworden sind auch die Aufnahmen des Erdaufgangs über der Mondoberfläche, die die Astronauten der Apollomissionen gemacht haben.
Die Polkappen der Erde sind labiler denn je. Tauwetter, Rekordeisschmelze und Wärmestürme sind aktenkundig. Andernorts wüten dafür jetzt Eisstürme aus der Arktis.
Im amerikanischen Norden ist sie seit Anfang der Woche wieder da: die Angst vor lähmender Kälte und dem Polarwirbel – „#Polarvortex“, trillert es im Twitterkanal. Ein Drittel des Landes, praktisch der gesamte Mittlere Westen und der Nordosten, liegen unter einer Schneedecke, Schneestürme toben, die Temperaturen sollen den Prognosen des nationalen Wetterdienstes in der zweiten Welle zufolge zehn bis dreißig Grad unter dem langjährigen Mittel liegen. Zurück damit auch die Erinnerung an die extreme Kältewelle 2013/14, als ein ungewöhnlicher, stationärer Jetstream zum Höhepunkt Anfang Januar dafür gesorgt hatte, dass wochenlang klirrende Kälte und Schneestürme bis an die Grenze der Südstaaten reichten.
Wabern in der Gashülle der Erde: Wie verteilt sich das Kohlendioxid in unserer Atmosphäre? Eine Antwort auf diese Frage liefert eine ganz neue Art der Visualisierung. Klimaforscher der NASA entwickelten sie auf Basis von Daten des Messsatelliten „Orbiting Carbon Observatory-2“ und einem Atmosphärenmodell. Die Visualisierung zeigt detaillierter als bisher, wie sich das CO2 im Jahresverlauf ändert – und in welchen Regionen dies geschieht.
Dass die Werte des atmosphärischen CO2 immer weiter ansteigen, ist hinlänglich bekannt. Seit diesem Jahr sind Werte von 400 parts per million (ppm) für unsere Gashülle das „neue Normal“. Das Seltsame dabei: Obwohl die anthropogenen Emissionen seit drei Jahren stagnieren, gelangt dennoch immer mehr von diesem Treibhausgas in die Luft. Der Grund sind Beiträge anderer Akteure im Kohlenstoffkreislauf, darunter die Ozeane und die Biosphäre.
Ein Tag hat 24 Stunden – doch in der Zukunft gilt das nicht mehr. Wissenschaftler haben eine Studie zur sich verlangsamenden Rotation der Erde geschrieben – und stützen ihre These auf Tonscherben der Babylonier.
Es sei faszinierend, sagt der Geophysiker Duncan Agnew von der University of California in San Diego. „Da haben einige Leute vor 2500 Jahren Zeichen in Ton geritzt, und heute schreiben Kollegen darüber eine Studie zur Rotation der Erde“.
Die Tonscherben gingen verloren, erst im 19. Jahrhundert haben Archäologen sie im Irak ausgegraben. Die Babylonier haben auf ihnen in Keilschrift den Stand der Sonne notiert. „Erstaunlich, dass es diese Informationen gibt“, sagte Agnew dem Magazin „Live Science“.
