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Montag, 16. Februar 2009

Suche nach belebten Planeten: Von der Erde lernen

Aufnahme der Erde aus rund 6,5 Milliarden Kilometern Entfernung, aufgenommen 1990 durch die NASA-Sonde Voyager 1 | Copyright: NASA/JPL/Voyager 1

Haute-Provence/ Frankreich - Organische Aktivitäten, wie etwa die pflanzliche Photosynthese, können - selbst aus großer Ferne Betrachtet Astronomen Informationen darüber liefern, dass es auf dem entsprechenden Planeten Leben gibt. Auch potentielle außerirdische Astronomen könnten dadurch die Erde als belebte Welt schon längst ausgemacht haben, ohne auch nur in unsere Nähe gekommen zu sein. Was jedoch, wenn diese Astronomen unsere Erde zur Zeit der Eiszeit ins Visier genommen haben - hätten sie die Lebenszeichen dennoch erkennen können?

Mit dieser Frage beschäftige sich auch der französische Astronom Luc Arnold vom Observatoire de Haute-Provence (OHP) in Südfrankreich und untersuchte, wie stark sich klimatische Extreme auf die Art und Weise auswirkt, wie das Sonnenlicht von der irdischen Vegetation ins All reflektiert wird.

Auf den ersten Blick, erscheint auch unsere Erde lediglich wie ein kleiner schwacher Lichtpunkt am außerirdischen Himmel und obwohl wir bereits Radiobotschaften ins All gesendet haben, ist keine dieser Nachrichten weiter als wenige Dutzend Lichtjahre gekommen. Das Sonnenlicht, dass von der Erde seit ihrer Entstehung reflektiert wird, ist hingegen schon seit Jahrmilliarden unterwegs und seit einigen Jahrmillionen übermittelt dieses zurückgeworfene Licht auch die spektrale Informationen über Meere und pflanzenbedeckte Kontinente. Gerade letzteres Detail wirkt sich besonders stark an der Grenze zwischen dem sichtbarem und infraroten Lichtspektrum aus, dem so genannte "vegetation red edge" (VRE). Neben durch spektrale Analysen erkennbare gasförmige Biomarker wie Methan und Sauerstoff, die beide auch durch geologische Prozesse entstehen können, stellt diese Signatur einen nahezu eindeutigen Hinweis zumindest auf pflanzliches Leben dar. Sie entsteht durch Photosynthese betreibende Pflanzen, die Teile des sichtbaren Lichts, in dem sich die meiste Energie bündelt absorbieren und stattdessen wieder infrarotes Licht abgeben - möglicherweise um Überhitzung vorzubeugen. Abhängig vom Anteil der von Pflanzen bedeckten Planetenoberfläche reflektiert ein Planet wie die heutige Erde rund fünf Prozent mehr infrarotes Licht als ein Planet ohne Pflanzen.

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In der kommenden Ausgabe des Fachmagazins "International Journal of Astrobiology" präsentieren Arnold und seine Kollegen die Ergebnisse ihrer Computersimulationen anhand zweier unterschiedlichster extrem-klimatischer Modelle der vergangenen Erdgeschichte, die damals vorherrschenden Biome, also jenen Gebieten mit einem einheitlichen Spektrum an pflanzlichen Lebensformen, und deren reflektiertes Lichtspektrum. Abgesichert und fundiert wurden die Daten durch aktuelle Untersuchungen und Erfassungen der heutigen Biome durch den ESA-Satelliten GOME.

Zum einen simulierten die Forscher den klimatischen Zustand der Erde während der Zeit des letzten glazialen Maximums (LGM, vor ca. 21.000 Jahren) mit Durchschnittstemperaturen von rund vier Grad Celsius unter den heutigen und einer nördlichen Eisdecke die das heutige Kanada und Nordeuropa vollständig überzog.

Zum Vergleich simulierten die Wissenschaftler auch eine warme Periode vor rund 6.000 Jahren, als im Temperaturoptimum des so genannten Holozän (HO) die globale Durchschnittstemperatur um etwa ein halbes Grad über dem heutigen Durchschnitt lag und die Sahara von Pflanzen bewachsen war.

Das Ergebnis der vergleichenden Analysen, die auch die Eisbedeckung, freien Meeresflächen und Wolkendecke mit einbezieht, zeigte, dass sich der VRE-Faktor mit rund 4 Prozent während der glazialen Kälteperiode und 6 Prozent während des HO unwesentlich verändert zu heute.

Daraus schließen die Forscher, dass die irdische Vegetation selbst während klimatischer Extreme für potentielle außerirdische Astronomen sichtbar blieb und bleibt und sich daraus auch hoffnungsvolle Perspektiven für die Suche irdischer Astronomen nach Leben tragenden Planeten ableiten lassen.

"Wenn wir im Spektrum ferner Planeten diese Merkmale nachweisen und ausschließen könne, dass sie auch durch geologische Prozesse verursacht wurden, spräche alles dafür, dass es sich um ein Zeichen für Leben auf diesen Welten handelt", zitiert "space.com" den französischen Astronomen Arnold.

Konzeptstudie des "Terrestrial Planet Finder" | Copyright: NASA

Schon ein etwa 30 Lichtjahre entfernter erdähnlicher Exoplanet könnte anhand der neuen Daten zumindest auf pflanzliches Leben untersucht werden. Einziges Limit für die Astronomen und Astrobiologen ist derzeit noch die Größe der bisher vorhandenen Weltraumteleskope, die noch nicht den ermittelten sechs Meter durchmessenden Spiegel und eine Aufnahmekapazität von zwei- bis vier Wochen ermöglichen. Umso größer sind die Erwartungen an die Weltraumteleskope der nächsten Generation. Schon der sich derzeit noch in der Entwicklung befindende und für 2020 geplante Terrestrial Planet Finder (TPF) der NASA könnte mit seinen zusammen geschalteten Infrarot-Teleskopen von bis zu vier Metern Durchmesser, die notwendigen Voraussetzungen erfüllen.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / space.com
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