Unsere Zukunft: Der Tag, an dem das Leben auf der Erde stirbt


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Pandemien, Kriege und Umweltkatastrophen. Die Menschheit wird mit zahlreichen Schreckensszenarien konfrontiert, welche viele Tote fordern werden.

Nur eine geringe Zahl von Menschen wird überleben..

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Unsere Hoffnung stirbt zuletzt. Vielleicht aber lässt sich eine wie auch immer geartete Apokalypse doch noch abwenden. In die Zukunft schauende Forscher machen sich jedenfalls schon einmal Gedanken über große und unabwendbare Ereignisse, die alles Leben auf diesem Planeten ver-
nichten werden. Denn es werden der Tag kommen, an dem alles Leben auf der Erde erlischt. Nichts wird diesen schicksalhaften, unvermeidlichen Tag überdauern. Nicht ein einziger Mensch, kein Tier, keine Pflanze.

Und auch die letzten Mikroben, die noch in den äußersten Nischen terrestrischer Bio-
logie ein einsames Dasein fristen, sterben schließlich ab. Was von der einst blühenden Erde bleibt, ist ein toter Planeterde1.

Keine Krankheit, kein Krieg, keine wie auch immer geartete irdische Katastrophe wird schuld daran sein, sondern eine kosmische Notwendigkeit. Wir dürfen uns heute ziemlich sicher sein, dass auch unsere Sonne altert und allmählich beginnen wird, sich auszudehnen, um dabei auch heißer zu werden. Dann aber wird es bald ziemlich ungemütlich auf unserer kosmischen Oase.

Neue Berechnungen und Simulationen vermitteln einen Eindruck von dem, was im Einzelnen mit all dem Leben hier geschehen dürfte, und enthüllen bislang unbekannte Vorgänge: Der Physiker und Astrobiologe Jack O’Malley-James hat kürzlich auf dem nationalen Astronomietreffen der Royal Astronomical Society an der schottischen St. Andrews University eine Studie vorgestellt, die sich mit den letzten Tagen dieser Welt befasst. Die Sonne wird innerhalb einer Milliarde Jahren bereits deutliche Veränderungen erfahren, die natürlich auch unsere Erde beeinflussen. Sicher, das ist eine unvorstellbare Zeitspanne. Aber die Unvermeidlichkeit des Ereignisses könnte in einer weniger fernen Zukunft bereits erstaunliche Konsequenzen für die gesamte Menschheit auf der Erde haben.

Warum leuchtet die Sonne?

Lange Zeit konnten früher selbst die größten Gelehrten eine Frage nicht beantworten: Warum leuchtet die Sonne, worin besteht ihre Energiequelle? Aus der Erdgeschichte folgte ein hohes Sonnenalter. Welcher Mechanismus konnte über mehrere Milliarden Jahre zuverlässig Energie liefern? Im 19. Jahrhundert spekulierten Forscher, ob vielleicht Steinkohle den solaren Ofen anfeuerte. Doch Berechnungen lieferten gerade mal ernüchternde 5000 Jahre, die so eine Kohlesonne existieren könnte. Eine weit bessere Idee stammte von den Physikern William Thomson (Lord Kelvin) und Hermann von Helmholtz: Kontraktionswärme. Bereits ein geringfügiges Schrumpfen der Sonne könnte die Gravitationsenergie in genügend Wärme umwandeln. Schon sechzig Meter im Jahr genügten, um die Energieproduktion unseres Sterns zu erklären. Aber das ist kaum der Rede wert bei einem Sonnendurchmesser von 1,4 Millionen Kilometern. Allerdings könnte diese Kontraktion nur einige Millionen Jahre währen.

Erst die stellare Kernfusion lieferte eine passende Erklärung. Die langsam ablaufende Verbrennung von Wasserstoff zu Helium ist in der Lage, das Feuer tatsächlich über Jahrmilliarden zu nähren. Natürlich lässt sich diese Erklärung nicht direkt vor Ort überprüfen. Die Theorie solarer Kernprozesse fordert aber unter anderem die Produktion beinahe masseloser Teilchen: Neutrinos. Sie gehen bekanntlich fast keine Wechselwirkung mit Materie ein und würden sogar von einer mehrere Lichtjahre dicken Eisenplatte nicht in ihrem Lauf gestoppt. Tatsächlich lassen sich Sonnenneu-
trinos auf radiochemischem Weg und mithilfe von Neutrinostreuung an Elektronen nachweisen. Diese Neutrinos liefern damit den besten Beleg dafür, dass die Sonne tatsächlich ein natürlicher Fusionsreaktor ist. Die Modelle stimmen offenbar. Und genau deshalb sind Astrophysiker auch davon überzeugt, einen Blick in die Zu kunft riskieren zu können.

Als sogenannter Haupt-reihenstern befindet sich die Sonne im hydrostatischen Gleichgewicht, das so lange erhalten bleibt, bis der zentrale Wasserstoff aufgebraucht ist.

Kommen die nuklearen Reaktionen zum Erliegen, dann überwiegt die Gravitation. Materie stürzt nach innen und heizt sich dabei stark auf. Umliegende Brennzonen werden dann nach dem Reservetankprinzip angezapft.

Verändertes Strahlungsverhalten

Der große Stern dehnt sich zum berühmten Roten Riesen auf. roter_rieseEr bestimmt das eigentliche Ende unserer Erde, die dann beinahe wie der Tropfen auf dem heißen Stein verdampft. Doch bereits heute ändert die Sonne ihr Strahlungsverhalten, wenn auch sehr langsam. In ihrem Zentrum entsteht immer mehr »Heliumasche«. Der Wasserstoffanteil verringert sich, weshalb die Fusionsrate sinkt. Paradox daran: Die Sonne wird mit der Zeit trotzdem immer heißer und leuchtkräftiger. Denn sobald die Fusion nachlässt, sinkt Materie nach innen. Temperatur und Druck steigen und die Gesamtproduktion erhöht sich. Die junge Sonne besaß nur siebzig Prozent ihrer heutigen Leuchtkraft. Bis zum Ende ihrer weitgehend stabilen Phase wird sie ihre Strahlungsleistung verdreifacht, ihren Durchmesser verdoppelt haben. In einer knappen Milliarde Jahren wird es für das höhere Leben auf der Erde äußerst bedenklich: Die mittlere Temperatur auf unserem Planeten erreicht dann dreißig Grad Celsius. Jack O’Malley-James und seine Kollegen haben Lebens- und Überlebensmöglichkeiten verschiedener Lebensformen für unterschiedliche Situationen untersucht. Aufwendige Simulationen berücksichtigen kleinere und größere Son-
nen. »Die Bewohnbarkeit eines Planeten ist nicht so sehr festes Attribut eines Planeten, sondern eher etwas, das seine eigene Lebensdauer besitzt«, stellt O’Malley-James fest. Denn höheres Leben benötigt nach herkömmlicher Auffassung zunächst viel Zeit, um sich auf einem Planeten zu entwickeln. Dann steht ihm ein relativ kurzer Zeitraum zur Verfügung, bevor Lang-zeitänderungen der Planetenbahn und der stellaren Leuchtkraft immer ungünstigere Bedingungen schaffen. Der biologische W Bogen spannt sich zunächst innerhalb von etwa drei Milliarden Jahren von einzelligen Organismen zu komplexem Leben, das nach einer eher knapp bemessenen Ära den Hitzetod stirbt, um den Planeten erneut widerstandsfähigen Mikroben zu überlassen. Wenn die Temperaturen auf der Erde eines Tages steigen, dann wird die Verdunstung zunehmen, chemische Reaktionen mit Regenwasser werden den Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre reduzieren. Ausgerechnet das heute immer wieder als anthropogener Verursacher des Klimawandels angeprangerte CO2 wird in ferner Zukunft also zur Mangelware! Wenn der C02-Anteil zu niedrig ist, stellen sämtliche Pflanzen die Photosynthese ein, sie sterben ab. Ihnen folgen die pflanzenfressenden Tiere, dann die Fleischfresser. Menschen gehören jetzt endgültig der irdischen Vergangenheit an. Was dann übrig bleibt, sind Mikroben.

Die Erde wird zum Tauchsieder

Auch für die hartnäckigsten Organismen wird es buchstäblich immer brenzliger. Die Temperaturen auf der Erde steigen fortwährend. Sie verwandeln unseren blauen Planeten in einen globalen Yellowstone-Park. Und es kommt noch schlimmer. Nach einer weiteren Milliarde Jahren erreicht die Hitze die magische 100-Grad-Celsius-Grenze. Nur noch extremophile Lebensformen, die sehr hohe Temperaturen, starke UV-Strahlung und andere Unbilden schadlos überstehen können, halten sich auf der sterbenden Welt. Die Erde entwickelt sich zusehends zu einem natürlichen »Tauchsieder«. Sämtliche Ozeane trocknen aus, die Plattentektonik kommt zum Erliegen, und lediglich an einigen bevorzugten Orten finden sich noch verborgene Wassertaschen, vergleichsweise winzige Reservoirs in polaren Breiten oder in unterirdischen Höhlen. Dort warten die letzten Überlebenden auf ihr Ende. Irgendwann gibt es auch für sie keine Chance mehr. Jetzt ist die Erde ein sterilisierter Wüstenplaneterde2. Die Erkenntnisse der Gruppe von O’Malley-James führen aber nicht nur in ein düsteres Endzeitszenario, sondern lassen Schlüsse über die Zahl jener Planeten zu, die intelligentes Leben in der Galaxis tragen. Dem neuen Modell zufolge
gibt es für höheres Leben auf der Erde ein »Zeitfenster« – Größenordnung: etwa 25 Prozent der solaren Lebensdauer. Heutige Schätzungen gehen von 17 bis 100 Milliarden erdartigen Planeten in der Galaxis aus.

Enden wir wie einst der Mars?

Wären es, ganz vorsichtig geschätzt, »nur« zehn Milliarden, bliebe immer noch etwa eine Milliarde erdartiger Planeten um sonnenähnliche Sterne. Nur während eines Viertels ihrer Lebensdauer scheint höheres Leben bestehen zu können. Daher folgt für jeden beliebigen Zeitpunkt eine Zahl von wohl mindestens 250 Millionen entspre-
chend »bewohnter« Erden in der Galaxis. Bei der Suche nach Leben wird man auch die Entwicklungsphase des Sterns und seiner Planeten berücksichtigen müssen. Organismen könnten sich in den Untergrund zurückgezogen haben und somit keine Hinweise mehr auf ihre Existenz geben. Vielleicht ist das heute auf dem Mars der Fall. Was aber wird die Menschheit in ferner Zukunft tun, sofern sie sich nicht zuvor schon umgebracht hat? Ein »Umzug« innerhalb des Sonnensystems genügt wohl nicht. Denn spätestens wenn die Sonne zum Weißen Zwerg kollabiert, dann dürfte es wohl schwierig mit dem Umzug werden.

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nachzulesen bei Kopp-Exklusiv 28-2013

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