Ohne Mond kein Leben auf der Erde

Von Bruno Machinek

Seit unserer Schulzeit wissen wir, dass Ebbe und Flut der offenen Meere durch die Anziehungkraft des Mondes verursacht werden. Aber wer hätte gedacht, dass es ohne den Mond auf unserer Erde überhaupt kein Leben gäbe!

Diese Erkenntnis ist auch relativ neu und verdankt sich der Zusammenarbeit einer ganzen Reihe von Wissenschaften. Neben der Astronomie vor allem der Geologie, Ozeanographie und Mikrobiologie. Deren Einsichten haben zwei Forscher der NASA, der Astrobiologe Donald Brownlee und der Astrogeologe Peter D. Ward in einem Buch mit dem Titel „Rare Earth“  umfassend dargelegt.

Damit komplexes Leben auf einem Planeten entstehen kann, müssen mindestens 18 Faktoren präzise zusammenwirken, von denen keiner gegen Null tendieren darf. Die Rolle unseres Mondes ist dabei nur einer dieser Faktoren, der die Entstehung und Aufwärtsentwicklung von Leben ermöglicht hat, das, wie Genetiker uns neuerdings sagen, aus einer einzigen Urzelle und an einem einzigen Ort entstanden sein soll.

Da ist zum einen das schon länger bekannte Faktum, dass der Mond

seit Hunderten von Millionen Jahren durch seine Anziehungskraft den Winkel der Ausschläge der Erdachse im Verhältnis zur Sonne steuert und konstant hält – und dies in einem Bereich von exakt 23 Grad.

Das sorgt langfristig für gleichmäßige Oberflächentemperaturen auf unserem Planeten, sofern die Stärke der Sonneneinstrahlung ebenfalls konstant bleibt, was in der Erdgeschichte aus verschiedenen Gründen nicht immer der Fall war. Eine Abweichung der Erdachse auch nur um einen halben Grad von der Sonne weg, also 23 1/2 Grad, würde einen lebensfeindlichen Erdwinter verursachen; und ein halber Grad mehr zur Sonne hin geneigt eine für komplexeres Leben tödliche Hitze im Erdsommer. Jeder Physikstudent kann dies mathematisch genau

nachvollziehen.

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein erdähnlicher Planet irgendwo im Weltall einen so großen Mond (1/3 der Erde) in so geringer Entfernung (385 000 km) und über Jahrmillionen konstant aufweist, halten Astronomen für sehr gering.

Hinzu kommt eine ganz einzigartige Entstehungsgeschichte des Mondes, die wir erst seit den Apollo-Missionen der NASA in der 1970er Jahren genauer kennen. Bis dahin rivalisierten zwei Theorien miteinander: Entweder habe die Erde sich den Mond als Satalliten  gleichsam eingefangen. Für das Wie gab es keine Erklärung – oder aber der Mond sei lediglich eine „Ausstülpung“ der Erde, verursacht durch einen großen Meteoriteneinschlag.

Klarheit brachten erst die Gesteinsproben vom Mond und die Erforschung des Mondinnern, das trotz der Größe des Trabanten wider Erwarten keinen heißen oder gar flüssigen Kern aufweist. Dies zwang zu einem Umdenken, das zu einer sehr viel komplexeren Entstehungstheorie unseres Nachtgestirns führte.

Demzufolge kollidierte ein Himmelskörper von der Größe des Mars schon in der Mitte der Erdgeschichte mit unserem Planeten, ohne aber gleich unseren heutigen Mond hervorzubringen. Die durch den ungeheuren Aufprall herausgeschleuderten Erdtrümmer entwichen zu einem Teil ins Weltall. Der durch die Anziehungskraft zurückgehaltene Rest bildete zunächst einen Ring von Gesteinsbrocken rund um die Erde. Durch Kollisionen dieser Trümmer entstand im Verlauf von einigen zehntausend Jahren unser Gebilde Mond.

Das Phantastische dabei ist, dass der Aufschlag des riesigen Planeten genau an der richtigen Stelle erfolgen musste, um genügend „Erdsubstanz“ freizusetzen, ohne unsere Erde völlig zu zertrümmern – und überdies zum richtigen Zeitpunkt unserer Erdgeschichte – nämlich als die in der Entstehung begriffene Erde bereits einen heißen Metallkern, einen Ozean und eine Atmosphere aufwies.

Wäre der Aufschlag zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt, dann hätte die größere Masse und Anziehungskraft der Erde verhindert, dass ausreichend Masse herausgeschleudert worden wäre, um einen Mond von der erforderlichen Größe (zur Stabilisierung der Erdachse) zu bilden. Ein Aufprall zu einem früheren Zeitpunkt der Erdgeschichte hätte wegen noch zu geringer Anziehungskraft sämtliche Einschlagstrümmer ins All entweichen lassen, ohne überhaupt einen Mond hervorzubringen, geschweige denn einen von der „richtigen“ Größe.

Überdies vermuten die Wissenschaftler, dass durch die enorme Wucht und Hitzebildung beim Aufprall des Kometgiganten ein Ozean von glühendem Magma sich über die Erdoberfläche ergoss und hiermit die Voraussetzungen geschaffen wurden für das Phänomen derPlattentektonik. Nach neueren Erkenntnissen ist sie ein ganz entscheidender Faktor für die Entstehung von Leben auf der Erde. Sie sorgte für die Bildung von Landmassen und Kontinenten und am Ende für die biotische Vielfalt auf unserer Erde: Geschätzte 3 bis 30 Millionen Arten.

Gasometer in Oberhausen

Als eine Art globaler Thermostat steuerte die Plattentektonik fortan durch die jeweils „richtige“ Bereitstellung von Silikatmengen den CO2-Gehalt der Erdatmosphäre und verhinderte somit die Entstehung eines gefährlichen Treibhauseffekts bzw. das Erstarren unseres Erdballs zu „ewigem Eis“. Und nicht weniger wichtig ist die Plattentektonik für die Bildung eines Magnetfeldes, das uns zusammen mit anderen Faktoren die tödlichen Strahlen der Sonne fernhält.

In Gang gesetzt wurden diese komplizierten Prozesse übrigens erst durch den Aufprall des Kometgiganten, wobei sich die flüssigen Metallkerne von Erde und Himmelskörper vereinigten und dadurch ein brodelnder Magmaüberschuss unterhalb der Erdkruste entstand. Dieser und die Plattenverschiebung unserer Erdkruste sind noch heute verantwortlich für die Vulkanausbrüche und Erdbeben an den Randbereichen der sich untereinander schiebenden Erdplatten.

Was in den betroffenen Gebieten schon viele Menschenleben gekostet hat, war erdgeschichtlich gesehen eine Voraussetzung für die Entstehung und den Erhalt einer lebensfreundlichen Umgebung.

Bedenkt man überdies, dass noch mehr als ein Dutzend weiterer

unverzichtbarer Faktoren passgenau hinzukommen mussten, um auch nur einfachste Lebensformen zu ermöglichen, dann ahnt man, warum die Autoren Peter Ward und Donald Brownlee ihre wissenschaftliche Veröffentlichung mit dem Titel „Rare Earth“ (Seltene Erde) versehen haben. Und dass sie davon ausgehen, dass unser Planet Erde nach den Gesetzen der Wahrscheinlichkeit nur wenige Geschwister im gesamten Universum haben dürfte – und vermutlich sogar ein einsames Unikat ist.

Die Entstehungsgeschichte unserer am Ende so überreich belebten Erde erinnert stark an das sogenannte anthropiche Prinzip (griech. anthropos = Mensch), das immer mehr Kosmologen und neuerdings auch Quantenphysiker bereits in den Anfängen unseres Universums, dem Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren, zu erkennen glauben: präzise aufeinander abgestimmte Gesetzmäßigkeiten mit dem offenkundigen

Ziel, Leben zu ermöglichen und am Ende uns Menschen auf dem blauen Planeten Erde – ausgestattet mit der Fähigkeit, den großen Gedanken der Schöpfung noch einmal zu denken und zu bestaunen. 

Unser Autor Bruno Machinek ist Oberstudienrat und er veröffentlichte in diesem Jahr sein zweites populärwissenschaftliches Buch „Gott und die Welt der Quanten“ (14,90 €) im Gerhard-Hess-Verlag: http://www.gerhard-hess-verlag.de.

Das Buch kann dort sowie im Buchhandel bestellt werden – oder auch bei uns (portofrei): Tel. 0251-616768.


MASCOT landet bald auf einem Asteroiden

Fast vier Jahre mussten Wissenschaftler und Ingenieure warten, bis die japanische Hayabusa2-Sonde mit dem vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelten und gebauten Lander MASCOT an Bord ihr Ziel erreichte: den Asteroiden Ryugu.

Mit der Annäherung und der Ankunft am 27. Juni 2018 ist die Landung nun in greifbare Nähe gerückt. Voraussichtlich in der ersten Oktoberwoche 2018 wird mit MASCOT zum ersten Mal ein wissenschaftliches Labor mit Instrumenten gezielt auf einem Asteroiden landen.

BILD: Der Asteroid Ryugu aus einer Höhe von ca. 1000 Meter

Zurzeit führt die japanische Raumfahrtagentur JAXA mit der Raumsonde Hayabusa2 Messungen durch, die die Schwerkraft des Asteroiden präziser bestimmen sollen. Diese Angabe ist auch für die Landung von MASCOT eine wichtige Größe.

Auf der Asteroidenoberfläche wird MASCOT an mehr als einem Ort Messungen durchführen. Dabei wird er autonom „entscheiden“ und die Instrumente betreiben.

Projektleiterin Dr. Tra-Mi Ho vom DLR-Institut für Raumfahrtsysteme erläutert im Interview mit Manuela Braun, wie das Team den Lander MASCOT auf seine Mission vorbereitet, wie seine Arbeit auf dem Himmelskörper ablaufen wird – und welche Risiken auf ihn warten.

Frage: Auf den aktuellen Aufnahmen erkennt man gut, dass der Asteriod von großen Brocken übersät ist und auch große Krater auf seiner Oberfläche hat. Wird dies auf die Landung Auswirkungen haben?

Der Krater beunruhigt uns nicht – wir könnten dort auch landen. Von der Topographie her ist derzeit nichts ausgeschlossen. Es gibt aber andere Kriterien wie die physikalischen Eigenschaften von Ryugu, die wir berücksichtigen müssen – z.B. die thermischen Bedingungen auf dem Asteroiden.

Wenn es für MASCOT zu heiß wird, ist es ungünstig: Die Instrumente können nur in ihren vorgesehenen Betriebstemperaturen optimal arbeiten, sonst erhält man zu viel Rauschen in den erfassten Daten. Und zu hohe oder zu niedrige Temperaturen sind auch nicht gut für die Batterie, weil sie sich sonst gefährlich aufheizen oder nutzbare Kapazität verlieren würde.

Quelle (Text/Foto) und FORTSETZUNG des Interviews hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-29259#/gallery/31615


Das Rätsel um die „Quietsch-Entchen“-Form des Kometen 67P ist gelöst

Von Gummi-Enten-Gestalt oder gar Quietsch-Entchen war in den Medien die Rede, als die überraschende Form von Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko im Juli 2014 bekannt wurde. Comet_wide-angle_view_l

Auch die Wissenschaftler waren erstaunt über die außergewöhnliche Gestalt des Himmelskörpers, die die Raumsonde Rosetta offenbarte.

„Sehr wahrscheinlich sind zwei Kometen im noch jungen Sonnensystem zusammengestoßen und bildeten den heute sichtbaren Doppelkörper“, sagt Dr. Ekkehard Kührt, der die wissenschaftlichen Beteiligungen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an der Rosetta-Mission leitet.

„Um die gemessene geringe Dichte und die gut erhaltenen Schichtstrukturen beider Kometenteile zu erklären, muss der Zusammenprall bei kleinen Geschwindigkeiten sehr sanft erfolgt sein. Diese Erkenntnis gibt wichtige Hinweise auf den physikalischen Zustand des frühen Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren“, berichtet der Kometenforscher als Mitautor einer aktuellen Veröffentlichung im Fachjournal Nature.

Ursprünglich hatten die Wissenschaftler zwei Theorien im Visier: Sie vermuteten entweder eine Kollision zweier Körper oder eine besonders intensive Erosion an der Stelle, die sich schließlich zum Hals entwickelte. Die Analyse hochaufgelöster Bilder des Kometen von der OSIRIS-Kamera auf Rosetta, die zwischen dem 6. August 2014 und 17. März 2015 entstanden, brachte jetzt die Auflösung des Rätsels.

Ein Komet, aber zwei Himmelskörper

Schnell wurde klar, dass die schichtartigen Strukturen auf beiden Kometenhälften zu finden sind, sich dort aber im Detail voneinander unterscheiden. Das führte zu der Einsicht, dass sich die Strukturen nicht auf einem Körper gemeinsam entwickelt haben. Schon frühere Missionen zu den Kometen Tempel-1 und Wild-2 hatten Hinweise auf den schichtartigen Aufbau der Himmelskörper – ähnlich einer Zwiebel – geliefert.

„Kometen gelten als Zeitzeugen der Bildung unseres Planetensystems, da sie sich durch ihre Entstehung in dessen kalten äußeren Regionen und wegen ihrer geringen Größe gut erhalten haben“, erläutert Dr. Ekkehard Kührt vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin.

„Unklar war, inwieweit gegenseitige Stöße zur Alterung beigetragen haben. Die Daten der Rosetta-Mission unterstreichen, dass Kometen auch in dieser Hinsicht nur moderat verändert wurden und tatsächlich sehr ursprüngliches Material darstellen.“ –  Zudem deutet der ähnliche Aufbau beider Teilkörper darauf hin, dass diese einst in ähnlicher Weise entstanden sind.

Quelle und vollständiger Artikel mit Bildern hier: http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-15210


DLR: Sonde im Endspurt / Interessante Kraterlandschaften auf Zwergplanet Ceres

Geben die Himmelskörper Vesta und Ceres Aufschluß über die Entstehung unseres Sonnensystems?

Nur 46.000 Kilometer trennten die Dawn-Sonde noch von ihrem Ziel, dem Zwergplaneten Ceres, als die Kamera an Bord am 19. Februar 2015 neue Aufnahmen machte.
 .
Dabei beeindruckt Ceres vor allem mit seinen unterschiedlichen Kraterformen:
 .
Neben zahlreichen eher kleineren, flachen Kratern zeigen die Bilder auch solche Einschlagsbecken, in deren Mittelpunkt sich ein Berg aufgetürmt hat.

Ceres
Der Durchmesser des größten Körpers im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter beträgt rund 1000 Kilometer und so könnten einzelne Krater auf seiner Oberfläche daher einen Durchmesser von ungefähr 300 Kilometern haben.

Zur Zeit befindet sich die Sonde im Endspurt: Am 6. März 2015 soll sie Ceres erreichen und somit die erste Raumsonde sein, die einen Zwergplaneten aus der Nähe untersucht. Ab Mai 2015 beginnt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der Kartierung des Zwergplaneten.

Im Jahr 2007 wurde der Asteroid Vesta umkreist

Schwenkt Dawn in den Orbit um Ceres, ist dies schon der zweite Himmelskörper in den Tiefen des Weltalls, den die Mission erkundet: 2007 gestartet, umkreiste die Sonde 2011 den Asteroiden Vesta. Auch dort stießen die Wissenschaftler auf eine abwechslungsreiche Asteroidenoberfläche mit Kratern, Bergen, Canyons und Furchen.

„Auch Ceres zeigt bereits während des Anflugs die unterschiedlichsten Formen an seiner Oberfläche“, sagt Prof. Ralf Jaumann vom DLR-Institut für Planetenforschung. „Diese Strukturen weisen darauf hin, dass sich die Oberfläche von Ceres im Laufe der Zeit durch gewaltige Prozesse veränderte.“

Neben den Kratern sind auch hellere Regionen zu erkennen, die jedoch aus einer Entfernung von 46.000 Kilometern noch nicht gedeutet werden können – noch haben die Bilder eine Auflösung von nur vier Kilometern auf der Asteroidenoberfläche.

Befindet sich unter der Kruste von  Ceres ein Ozean?

Ceres ist für die Forscher besonders spannend, weil sie unter seiner Kruste einen Ozean vermuten.

Im Gegensatz zu Vesta – einem „trockenen“ Asteroiden – ist das zweite Ziel der Dawn-Mission ein „nasser“ Asteroid, der hinter der Frostgrenze liegt und vermutlich einen Wasseranteil von 15 bis 25 Prozent aufweist.

„Wir untersuchen mit einer Mission zwei sehr unterschiedliche Typen von Asteroiden“, betont DLR-Planetenforscher Prof. Ralf Jaumann.

Beide Himmelskörper sollen Aufschluss über die Entstehung unseres Sonnensystems geben, denn sie haben sich seit ihrer Entstehung vor viereinhalb Milliarden Jahren vermutlich kaum mehr verändert.

Quelle und vollständige Infos hier: http://dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10081/151_read-12859//usetemplate-print/


Warum der Mars „zwei Gesichter“ hat

Ein mondgrosser Himmelskörper, der in den Südpol einschlug: ETH-Forscher zeigen mit einer Simulation auf, weshalb der Mars aus zwei dermassen unterschiedlichen Halbkugeln besteht.  Marsdichotomie (Credits: MOLA Science Team)

Kein anderer Planet unseres Sonnensystems weist zwei so verschiedene Hälften auf wie der Mars. Vulkanarme flache Tiefländer prägen die Nordhemisphäre, ausgedehnte, von unzähligen Vulkanen durchsetzte Hochländer die Südhemisphäre.

BILD: Zweigeteilter Mars: Die Tiefländer der Nordhemisphäre (blau) kontrastieren mit den vulkanreichen Hochländern der Südhemisphäre. (Foto: MOLA Science Team)

Über die Entstehung dieser sogenannten und viel diskutierten Mars-Dichotomie bestehen zwar Theorien und Vermutungen, aber kaum definitive Antworten. Nun liefern Geophysiker der ETH Zürich mit Giovanni Leone einen neuen Erklärungsansatz. Leone ist der Erstautor eines Papers, das eben in der Fachzeitschrift «Geophysical Research Letters» erschienen ist.

Mithilfe eines Computermodelles sind die Wissenschaftler zur Einsicht gelangt, dass in der Frühgeschichte des Sonnensystems ein grosser Himmelskörper in den Südpol des Mars eingeschlagen haben muss. Ihre Simulation zeigt, dass dieser Einschlag dermassen viel Energie erzeugte, dass ein Magma-Ozean entstand, der die Ausdehnung der heutigen Südhemisphäre hatte.

Der Einschlagkörper musste mindestens ein Zehntel der Marsmasse betragen haben. Das flüssige Gestein erstarrte schliesslich zum bergigen Hochland, aus dem die heutige Südhalbkugel des Mars‘ besteht.

Quelle und Fortsetzung des Berichts hier: https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2015/01/marsdichotomie.html