Mittwoch, 25. Januar 2012

Erforschung von Exoplaneten: Von der Erde lernen

75 Prozent der Erdoberfläche sind von Wasser in flüssiger oder gefrorener Form bedeckt. | Copyright: NASA

La Laguna/ Spanien - Mit Computermodellen der Wolkenbedeckung der Erde in verschiedenen vergangenen Epochen wollen spanische Astronomen nicht nur herausfinden, wie die Erde für einen Betrachter aus der Ferne etwa zur Zeit der Dinosaurier ausgesehen hatte, sondern auch mehr darüber erfahren, wie außerirdische Welten aussehen könnten, um so auf deren Oberflächenbeschaffenheit schließen zu können.

Statt sich jedoch auf Klimamodelle zu berufen, haben Esther Sanroma und Enric Palle vom Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) das Verhältnis zwischen der Wolkendecke und der Landform der Erde berechnet, um herauszufinden, wie viele Wolken sich über bestimmten Regionen der Erde zusammenfinden.

"Betrachtet man die Erde (aus dem All), so fällt direkt eine bestimmte charakteristische Verteilung von Wolken und Kontinenten (und damit zugleich auch der Meere) auf", so Palle. Während der Himmel über einigen, feuchten, Regionen, etwa der Amazonas-Regenwald ständig bewölkt sind, ist der Himmel über Wüsten nur selten Wolkenverhangen. Diese heutige Wolkenverteilung war jedoch nicht zu allen Zeiten dieselbe, wie wir sie heute sehen.

www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Die Forscher analysierten nun das Land-Wolkenverhältnis für die vergangenen 90, 230, 340 und 500 Millionen Jahre um so die Veränderungen des sogenannten Albedo-Wertes, also dem Rückstrahlvermögen von diffus reflektierenden, also nicht selbst leuchtenden Oberflächen, zu ermitteln. Von diesen Ergebnissen erhoffen sich die Forscher Rückschlüsse darauf, was unterhalb von Wolkendecken ferner Exoplaneten vor sich geht.

Die der Studie zugrunde liegenden Modelle basieren auf den Daten von 23 Jahren Beobachtung der Wolkenverteilung über den unterschiedlichen Landformen der Erde, durch das "International Satellite Cloud Climatology Project", auf Modellen des Paläogeologen Ron Blakely über die Verteilung der Landmassen zu vier verschiedenen Erdepochen sowie auf der Annahme, dass sich die Wolkenverteilung in Beziehung zu den Landformen sich auch vor 500 Millionen Jahren ähnlich verhielt wie sie dies heute noch tut.

Die im Vergleich zu heute unterschiedliche Verteilung von Land- und Wassermassen vor rund 85 Millionen Jahren wirkte sich auch die Wolkenverteilung in der Atmosphäre aus. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright/Quelle: R.Blakely/NASA

Ein Blick noch weiter als 500 Millionen Jahre in die Vergangenheit zurück war den Forschern jedoch nicht möglich, da sich Temperaturen und die Zusammensetzung der Erdatmosphäre vor dieser Zeit noch zu sehr von der heutigen unterschieden.

Das Ergebnis zeigt, dass während des untersuchten Zeitraums die täglichen Variationen gering waren und entsprechend minimale Veränderungen nur schwer aus der Ferne auszumachen wären. Vor 500 Millionen Jahren gab es jedoch große Veränderungen des tagtäglich von unserem Planeten reflektierten Lichts. "Damals", so die Forscher, "waren die Veränderungen noch vier Mal größer als in späteren Epochen.

Diesen Umstand erklären sich die Forscher auf zwei mögliche Arten: Zum einen lagen die Landmassen damals noch deutlich dichter zusammen, wodurch die Ozeane dazwischen entsprechend ausgedehnter waren, was sich wiederum zu einer gänzlich anderen Wolkenverteilung auswirkte. Zum anderen bestanden die damaligen Landmassen etwa zur Hälfte aus Wüsten, ohne jegliches Leben.

"Nachdem dann jedoch mehr und mehr Pflanzen die Landmassen eroberten, veränderte sich auch die Wolkenverteilung." Da Wüsten aufgrund des geringen Wasserdampfs in der Luft nur wenige Wolken produzieren, veränderte die Eroberung des Landes durch das Leben auch die Wolkenverteilung. "Von nun an wäre es sehr viel schwieriger geworden, die Erde aus der Ferne zu untersuchen. Die Erde hat sich sozusagen gegenüber einem fernen Beobachter selbst getarnt", so Palle.

Umgekehrt könne aber aus einer nur wenig schwankenden Lichtkurve eines Planeten zumindest auf die Möglichkeit von Vegetation auf dessen Oberfläche geschlossen werden. Allerdings müssten Astronomen noch weitere Faktoren einbeziehen, bevor tatsächlich von einem Nachweis von Leben auf Leben auf einem Planeten gesprochen werden könne.

Erst mit zukünftigen Generationen von Weltraumteleskopen, so Palle, könnten auf fernen Planeten Land- von Wassermassen unterschieden und damit Kontinente auf Exoplaneten erkannt werden. Nach der Streichung des Weltraumteleskop "Terrestrial Planet Finder" (TFP), mit dem diese Aufgabe bereits gelöst hätte werden können, stehe derzeit und mittelfristig jedoch kein entsprechendes Instrument zur Verfügung. "Wir hoffen jedoch, dass das Konzept des TFP in naher Zukunft wieder aufgegriffen werden wird", zeigt sich auch die nicht an der Studie beteiligte Sara Seager vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Bislang können Astronomen allerdings schon einiges über die Zusammensetzung von Exoplaneten anhand von Veränderungen ihrer Helligkeit aussagen. So sollten beispielsweise atmosphärenlose Gesteinsplaneten, Eisplaneten und Planeten mit einer permanenten Wolkendecke keine größeren Albedo-Varationen aufzeigen. "Verfügt ein Planet jedoch über eine Atmosphäre, die auch von Wolken durchsetzt ist, so sollten wir eine Veränderung der Lichtintensität beobachten können."

Eine über den Planeten unterschiedlich verteilte Wolkendecke könne dann auf Ozeane auf der Oberfläche hinweisen, wodurch sich auf dem Planeten dann möglicherweise auf Leben entwickelt haben könnte. Aus welchen Flüssigkeiten diese Meere dann bestehen, könne aus dem Abstand des Planeten von seinem Stern gefolgert werden. "Wenn es Wasserwolken gibt, dann gibt es auch Wasserozeane", so die Forscher. Jedes Wasser, das auf einen Planeten herabregnet, wird auf dessen Oberfläche auch Ozeane entstehen lassen."

WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA

Künstliche Beleuchtung könnte Städte auf fernen Planeten verraten
2. November 2011
Ozeanglitzern soll Ozeane auf Exoplaneten verraten
8. September 2010
Sonnenlicht verrät große außerirdische Wasserflächen
6. Januar 2010
Ozeanglitzern könnte Wasserplaneten anzeigen
11. August 2008
Sonne glitzert auf neu entdecktem See auf Saturnmond Titan
19. Dezember 2009

Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / astrobio.net / nasa.gov
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE