• vom 04.03.2011, 15:50 Uhr

Kompendium

Update: 04.03.2011, 16:03 Uhr

Wissenschaft

Kosmische Rarität




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Von Christian Pinter

  • Erst eine Reihe von Glücksfällen ermöglichte die Geburt der Erde und die Entstehung komplexen Lebens. Ein kurzer Rückblick auf eine lange Periode.

Leben könnte in hydrothermalen Quellen in der Tiefsee entstanden sein. Von dort steigt heißes Wasser auf, Minerale bilden dabei hohe Schlote, die "Schwarzen Raucher" - hier ein Rest davon. Zum Vergrößern bitte hier klicken! Foto: Pinter

Leben könnte in hydrothermalen Quellen in der Tiefsee entstanden sein. Von dort steigt heißes Wasser auf, Minerale bilden dabei hohe Schlote, die "Schwarzen Raucher" - hier ein Rest davon. Zum Vergrößern bitte hier klicken! Foto: Pinter

Vor sehr sehr langer Zeit existierten weder Sonne noch Erde. Statt dessen trieb eine Wolke aus Gas und etwas Staub durch unseren Sektor der Milchstraße. Riesensterne entzündeten sich darin, hauchten ihr kurzes Dasein als Supernovae aus. Dabei bereicherten sie das Gas mit schweren Elementen und radioaktiven Isotopen. Diese heftigen Sternexplosionen verbliesen Teile der Wolke und drängten andere zusammen. Eine solche Verdichtung kollabierte vor gut viereinhalb Milliarden Jahren. In ihrem Zentrum entstand ein Gasball, der immer mehr Wasserstoff und Helium an sich riss. Bis er genug Druck und Temperatur besaß, um Energie durch Kernfusion zu erzeugen: Die Sonne war geboren.


Schon zuvor hatte sich eine rotierende Materiescheibe um den Babystern gebildet. Darin stießen Staubteilchen zusammen. Geschah dies sanft, wuchsen die Körner. So formten sich kilometerkleine Planetesimale , die mit ihrer Schwerkraft ihresgleichen anzogen. Dieses Baumaterial ging schließlich in einer großen Schar mächtigerer Protoplaneten auf. Viele dieser hoffnungsvollen Welten wurden aus dem jungen Sonnensystem katapultiert. Die verbliebenen kollidierten miteinander und schufen in einem mehrstufigen Prozess die uns heute noch bekannten Planeten, inklusive der Erde.

Die Zeit des Hades

Nachdem sie entstanden waren, veränderten Lebewesen mehrmals die Atmosphäre der Erde - und damit auch das Klima und die unbelebte Materie: Bis zu zwei Drittel der 4000 heute bekannten Minerale hängen direkt oder indirekt von biologischen Aktivitäten ab. Foto: dpa/Nasa

Nachdem sie entstanden waren, veränderten Lebewesen mehrmals die Atmosphäre der Erde - und damit auch das Klima und die unbelebte Materie: Bis zu zwei Drittel der 4000 heute bekannten Minerale hängen direkt oder indirekt von biologischen Aktivitäten ab. Foto: dpa/Nasa Nachdem sie entstanden waren, veränderten Lebewesen mehrmals die Atmosphäre der Erde - und damit auch das Klima und die unbelebte Materie: Bis zu zwei Drittel der 4000 heute bekannten Minerale hängen direkt oder indirekt von biologischen Aktivitäten ab. Foto: dpa/Nasa

Rasch nach ihrer Geburt vor 4,56 Milliarden Jahren schlug ein etwa marsgroßer Protoplanet auf der Erde ein. Sie war durch den Zerfall radioaktiver Isotope bereits aufgeschmolzen, umschloss einen Kern aus Nickeleisen und trug einen Mantel aus Silikaten. Ein Teil des Erdmantels wurde ins All geschleudert. Die Trümmer ballten sich dort zu einer neuen Welt zusammen: dem Erdmond. Der bremste fortan die Erdrotation ab, die anfangs vielleicht bloß zehn Stunden gedauert hatte. Gleichzeitig stabilisierte er aber den Neigungswinkel der Erdachse. Das wiederum behütete unseren Planeten vor allzu dramatischen Klimaschwankungen, wie sie etwa der Nachbar Mars erdulden musste.

Die meisten Elemente im Erdkörper stammten aus längst verloschenen Sternen. Allzu Flüchtiges, wie Wasserstoff, Kohlenstoff oder Stickstoff, stand zunächst nicht zur Verfügung, denn 150 Millionen km von der Sonne entfernt war es für diese Elemente zu heiß gewesen. Sie wurden erst von jenen Planetesimalen oder Protoplaneten zugestellt, die sich im ferneren, kühlen Bereich des Sonnensystems geformt hatten. So kam wahrscheinlich auch das Wasser auf die Erde. Als Indiz dafür gilt die Existenz der "Kohligen Chondrite", die aus dem äußeren Kleinplanetengürtel stammen: Diese Meteorite weisen einen Wassergehalt von bis zu zehn Prozent auf.

Die Wasser-Balance

Und damals kam genau die richtige Menge Wasser an. Zu wenig hätte die Welt in einen Wüstenplaneten verwandelt, zuviel hingegen sämtliches Land ersäuft. Der günstige Sonnenabstand erlaubte es der Erde, das kostbare Nass zu halten. Es verdampfte weder zur Gänze, noch gefror es. Voraussetzung für dieses Kunststück war die Existenz einer dichten "Lufthülle", die sich die Erde selbst schenkte, und zwar unter Einsatz vulkanischer Kräfte. Ihre Uratmosphäre bestand wohl aus Stickstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf. Anders als beim kleinen Mond reichte die Erdanziehungskraft aus, um ein Entfliehen des Gasgemisches ins All zu verhindern.

Leben könnte in hydrothermalen Quellen in der Tiefsee entstanden sein. Von dort steigt heißes Wasser auf, Minerale bilden dabei hohe Schlote, die "Schwarzen Raucher" - hier ein Rest davon. Zum Vergrößern bitte hier klicken! Foto: Pinter

Leben könnte in hydrothermalen Quellen in der Tiefsee entstanden sein. Von dort steigt heißes Wasser auf, Minerale bilden dabei hohe Schlote, die "Schwarzen Raucher" - hier ein Rest davon. Zum Vergrößern bitte hier klicken! Foto: Pinter Leben könnte in hydrothermalen Quellen in der Tiefsee entstanden sein. Von dort steigt heißes Wasser auf, Minerale bilden dabei hohe Schlote, die "Schwarzen Raucher" - hier ein Rest davon. Zum Vergrößern bitte hier klicken! Foto: Pinter

Die anderen Planeten kamen der Erde zum Glück nicht mehr in die Quere. Alle fanden sich in stabilen Orbits wieder, weit genug getrennt, um einander nicht gegenseitig aus dem Tritt zu bringen. Auch der Gasriese Jupiter zog auf einer stabilen, kreisnahen Bahn dahin. Wäre er hingegen einer schlanken Ellipse gefolgt, hätte er die Kreise der Schwesterwelten arg gestört und mit diesen "Billard" gespielt. Der große Sonnenabstand machte Jupiter außerdem zum Wächterplaneten. Er zog marodierenden "Bauschutt" an und kehrte ihn so gewissermaßen zusammen.

Nur in den ersten 700 Millionen Jahren hieben übrig gebliebene Planetesimale in rascher Folge auf die Erde ein. Bei jedem Treffer von Himmelsgeschossen mit mehr als 50 Kilometern Radius verdampften gewaltige Mengen Ozean (bis zu 100 Meter Tiefe!), zusammen mit enormen Mengen irdischen Gesteins. Auch deshalb gibt es wenig Material aus dieser Zeit: Ausnahmen sind die 4,4 Milliarden Jahre alten, mikroskopisch kleinen Zirkon-Minerale aus Australien, sowie der um 400 Millionen Jahre jüngere Acasta-Gneis. Heute nennt man diesen überaus wilden Äon der Erdgeschichte "Hadaikum": in Anspielung an die griechische Unterwelt Hades und ihren gleichnamigen Beherrscher.

Niemand weiß, ob es damals schon Leben auf der Erde gab. Erste, indirekte Hinweise darauf liegen 3,9 Milliarden Jahre zurück. Damals klangen die Einschläge ab - vielleicht langsam, wahrscheinlich aber mit einem letzten großen Paukenschlag. Danach blieben Treffer mit global verheerenden Folgen selten. Mittlerweile hatte die junge Sonne heftige Strahlungsausbrüche durchlitten. Doch die Erde wehrte den anschwellenden Strom geladener Sonnenteilchen mit ihrem Magnetschild ab, dem sie auch ihre Körperfülle verdankt: Die relativ große Masse bewahrte den Erdkörper vor dem Auskühlen. So blieb ein Teil des Erdkerns geschmolzen und konnte weiterhin das Magnetfeld generieren. Der schmächtige Mars verlor seine Hitze schneller, sein Feld kollabierte schon vor vier Milliarden Jahren. Der Sonnenwind raubte ihm darauf hin den Großteil seiner Atmosphäre.

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Copyright © Wiener Zeitung Online 2018
Dokument erstellt am 2011-03-04 15:50:31
Letzte Änderung am 2011-03-04 16:03:00



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