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3. November 2018

Der kosmische Ursprung von Tutanchamuns Grabbeigaben

Ägypten, Tal der Könige, am frühen Morgen des 4. November 1922. Seit sechs Jahren gräbt der britische Archäologe Howard Carter hier in einem abgelegenen Tal westlich des Nils, das im Alten Ägypten als Land der Toten angesehen wurde. Zahlreiche Herrscher wurden hier bestattet und Carter hofft, hier auch das Grab des Pharao Tutanchamun zu finden. Bisher hatte Carter kein Glück und dies ist die letzte Grabungssaison, die sein Geldgeber bereit ist zu bezahlen. Doch an jenem schicksalhaften Tag hatte ein Arbeiter eine Stufe, die in die Tiefe führte, entdeckt. Als man den Schutt beiseite schafft, kommt eine Treppe zum Vorschein und schließlich eine versiegelte Tür. Einen Monat später dringen die Ausgräber in die Grabkammer ein, die mit wunderbare Dinge gefüllt war.

In einer Truhe im Inneren des Grabes entdeckt Carter ein Geschmeide, das mit einem auffälligen Skarabäus, der aus einem grünlich schimmernden Stein geschnitzt ist, verziert war. Der grüne Edelstein muss als kostbar gegolten haben, er wurde nämlich genau in der Mitte des Geschmeide aus Gold, Silber, Glasfluss und anderen edlen Gesteinen, gesetzt. Der grüne Skarabäus stellt den Sonnengot Ra dar, wie er die Barke mit der Sonnenscheibe über das Himmelsgewölbe trägt, ein ewiger Kreislauf der auch Leben, Tod und Wiedergeburt darstellt.
Carter bestimmte den Stein zunächst als Chalcedon, eine der vielen Quarzvarietäten. Im Jahre 1998 untersuchte der italienische Mineraloge Vincenzo de Michele den Skarabäus und bestimmte dessen optischen Eigenschaften. Er entdeckte, dass es sich tatsächlich um Wüstenglas handelte. Wüstenglas aus hochreinem Siliziumoxid zählt zu den seltensten Mineralien, die auf der Erde vorkommen. Seine Entstehung ist noch heute rätselhaft. 

Die libysche Wüste erstreckt sich vom Sudan im Süden bis nach Siwa im Norden, von der Dakhla-Oase im Osten bis zu den Großen Sandsee im Westen, über die zwei modernen Staaten von Libyen und Ägypten. Irgendwo von hier stammt der in den über 3.300 Jahren alten Schmuckstück gefasste Stein. Die Fundstelle von Libyschen Wüstenglas wurde 1932 vom britischen Kartografen Patrick A. Clayton während einer kartografischen Mission entlang der Grenze zu Libyen, damals unter italienischer Herrschaft, zufällig entdeckt. Fachleute vermuten, dass Wüstenglas durch Aufschmelzen und schnelles Abkühlen aus Sand entstanden ist. 

Vulkanismus allein kann dieses Glas, das typische Schmelzstrukturen aufweist und eingeschlossen Gasblasen enthält, nicht erklären. Nur der Impakt eines Himmelskörpers nördlich des Gilf-Kebir-Plateaus, tief im Inneren der Libyschen Wüste, vor 28 bis 29 Millionen Jahre kann die nötige Hitze erzeugen, bei der der Sand der Wüste aufschmolz. Spurenelement, die typisch für die meisten der auf der Erde gestürzte Meteoriten sind, stützen ebenfalls diese Erklärung. Es wäre nicht der einzige Gegenstand mit kosmischen Ursprungs der im Grab des Tutanchamuns gefunden wurde. Neunzehn Grabbeigaben wurden aus Meteoriteneisen hergestellt, darunter auch ein prächtiger Dolch, der zusätzlich noch mit Gold verziert worden war.



Bei Eisen-Meteoriten ist das Metall besonders feinkörnig und daher relativ gut bearbeitbar. Das Metall wurde durch Kalthämmern in die gewünschte Form gebracht. Nicht nur der hohe Arbeitsaufwand machte solche Artefakte kostbar. Da Meteoriten sehr selten gefunden werden, war das daraus gewonnene Eisen kostbarer als Gold.

Es ist nicht ganz klar, ob die alten Ägypter von der wahren Herkunft des verwendeten Metall wussten. Ägyptische Quellen um 1.300 v. Chr. beschreiben das Eisen als "vom Himmel stammend". Diese Beschreibung könnte sich auf einen tatsächlich beobachteten Impakt beziehen. Die Bezeichnung könnte aber auch einfach auf die göttliche Herkunft des Eisens hinweisen, als ein Geschenk der Götter, die hoch über den Sterblichen in ihren Himmels-Sphären herrschten.



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24. Juli 2016

Das (geologische) Ende Der Welt

Das Ende der Welt ist unausweichlich. Die Erde wird von der sterbenden Sonne mit in den Abgrund gerissen werden – allerdings erst in 6,5 Milliarden Jahren, wenn sich unsere gelbe Sonne zum roten Riesen aufblähen wird. Die Verdoppelung der Leuchtkraft der Sonne bis dahin wird aber lange vorher dem Leben den Garaus gemacht haben. 
Auch endogene Prozesse werden es den letzten Überlebenden wahrscheinlich nicht leicht machen. In geschätzte 200 Millionen Jahre werden sich die derzeitigen Kontinente wieder in einem Superkontinent vereinigen. Superkontinente weisen ein extremen Klima auf, Klimamodelle sprechen von Durchschnittstemperaturen von bis zu  44°C am Äquator und heiße Sommer und kalte Winter in mittleren Breiten. Es bilden sich große Wüsten im Inneren des Kontinents und zugleich ein starker Monsun mit viel Dauerregen entlang den Küsten aufgrund der hoher Temperaturdifferenz zwischen Land und Meer. Große Kontinente fördern auch starken Vulkanismus, da sie zu einem "Wärmestau" im Erdmantel führen können, dieser schmilzt auf und es kommt zu gewaltigen Eruptionen die Massenaussterben verursachen können.

Die Sonne, ihr Wasserstoff-Vorrat schließlich verbraucht, beginnt schwerere Elemente zu verschmelzen und bläht sich dabei auf, wobei Leuchtkraft und Temperatur zunehmen. Die Poleiskappen schmelzen und es kommt zu einem weltweiten Meeresspiegelanstieg. Die Zunahme der Verdunstung führt zu intensiveren Regen und Verwitterung, wobei Kohlendioxid - ein wichtiges Treibhausgas - aus der Atmosphäre in Sedimente abgeführt wird. Dieser Prozess wird die Zunahme der Leuchtkraft der Sonne für einen gewissen Zeitraum noch ausgleichen können und die Temperaturen auf der Oberfläche der Erde bleiben noch relativ stabil. Allerdings sterben in 1 Milliarde Jahre die Pflanzen aus, da nicht mehr genug Kohlendioxid in der Atmosphäre vorhanden ist.

Die Drift der Kontinente wird durch die Mittelozanischen Rücken und Subduktionszonen erst möglich. In den Subduktionszonen der Erde werden große Mengen an Wasser zusammen mit den Sedimenten in die Tiefe subduziert, laut Schätzungen des Geologen Shigenori Maruyama um die 900 Millionen Tonnen im Jahr. Innerhalb einer Milliarde Jahre würde so die Erde all ihr Oberflächenwasser verlieren, das in den Erdmantel eingeschlossen wird. Das fehlende Wasser, das zurzeit als Schmiermittel für die Plattenbewegung dient, würde wahrscheinlich die Plattentektonik zum erliegen bringen. Plattentektonik ist aber wichtig für die Stabilisierung des Treibhausgase-Gehalts der Atmosphäre. Durch Verwitterung werden diese kontinuierlich der Atmosphäre entzogen, durch Vulkanismus aber wieder zugeführt. Der erliegende Vulkanismus  führt zu einem Mangel an wichtige Treibhausgase wie Kohlendioxid, das teilweise als Puffer für die Strahlungsbilanz der Erde diente. Es kommt zu extremen klimatischen Schwankungen und am Ende zu einer Abkühlung der Erdoberfläche von bis auf 70°C unter dem Gefrierpunkt.

Die gesamte Erde kühlt sich ab, was zu einer Verfestigung des Inneren führt . Der innere Erdkern kristallisiert auf Kosten des äußeren Erdkerns langsam aus, schätzungsweise um ein-drittel Millimeter im Jahr. In sieben Milliarden wäre damit der gesamte Erdkern fest. Das Magnetfeld, angetrieben durch Strömungen im Erdkern, würde kollabieren und eventuelles Leben auf der Erde schutzlos der Weltraumstrahlung ausgesetzt.
Die Verfestigung führt auch zu einer Schrumpfung der Erde. Beim Merkur führte die Abnahme des Radius um 7km zum Zerbrechen der Planetenkruste und zur Bildung von bis zu 100km langen, 1-3km hohen Geländeklippen.

Wie sich das Innere der Erde abkühlt so heizt sich die Oberfläche allerdings kontinuierlich auf während sich die Sonne zum roten Riesen entwickelt. Bei zunehmenden Temperaturen verdampft in 1 Milliarde Jahre die Atmosphäre und in 2 Milliarden Jahren das verbleibende Wasser und es bildet sich zeitweise eine dichte Dampf-/Wolkendecke aus, nicht unähnlich den Wolken die heute Venus verhüllen. Das Wasser und andere leichte Elemente werden sich in den Weltraum verflüchtigen, schließlich wird sich eine verbleibende dünne Wolkendecke in einige 100km Höhe bilden. Der schwere Sauerstoff wird sich länger nahe an der Erdoberfläche halten können. In der dichteren Atmosphäre führen seltene, aber sehr heftige Niederschläge zu gewaltigen Schlammströme die die letzten Gebirgsketten, es bilden sich keine Neuen weil die Plattentektonik zum Stillstand gekommen ist,  abtragen. Der Sauerstoff reagiert mit dem Eisen in den Gesteinen zu Rost und die gesamte Erde wird sich rot wie heute der Mars verfärben. Schließlich wird es so heiß werden das Gips und andere Evaporite der einstigen Meer ebenfalls verdampfen, zusammen mit der Restfeuchte in der Atmosphäre werden sie einen leichten Schwefelsäure-Regen bilden der die Erdoberfläche verätzt. In 2,5 Milliarden Jahre verbleibt kein Kohlendioxid mehr in der Atmosphäre und kein Gestein wird mehr verwittern. Schließlich wird überhaupt kein Regen je wieder die Planetenoberfläche erreichen und sich die verbleibende Atmosphäre immer mehr ins Weltall verflüchtigen.

Die Erde hat  in der Zwischenzeit aufgehört sich um die eigen Achse zu drehen, abgebremst durch die Schwerkraft der näher-kommenden Sonne, und eine Seite wird nun stets der Sonne zugewandt sein. Die Temperatur wird hier auf über 2.200°C steigen, die Kruste der Erde schmilzt bereits ab 1.200°C und ein Magma-Ozean bildet sich. Es ist inzwischen so heiß das der Ozean aus flüssigen Gestein
beginnt zu verdampfen.
 

Auf der Sonnenabgewandten Seite werden die Temperaturen dagegen auf -240°C fallen. Bei -196°C regnet es Stickstoff aus der Atmosphäre, danach Sauerstoff, der in der Kälte gefriert. Auf einer Gesteinsunterlage könnten noch einzelne Wassertaschen vorkommen, versteckt unter eine Panzer aus Wasser-, Stickstoff- und Sauerstoffeis. In der Dämmerzone zwischen dem Magma-Ozean und der Eiswüste wird ein seltsamer Schnee aus Feldspat-Kristallen und Magnesium-Silikaten niederprasseln und Eisberge aus Gestein driften von der eisigen Küste hinaus in den glühenden Magma-Ozean.
Abb.1. Querschnitt der sterbenden Erde, während eine Seite bis in große Tiefen geschmolzen ist ist die Schattenseite vollständig vereist. Eisen kristallisiert im Inneren aus und der Erdkern wächst auf Kosten des Mantels. An den Ufern des Magma-Ozeans formen sich Kontinente aus Feldspat und leichten Silikaten, die teilweise auf der Gesteinsschmelze schwimmen.

Wird es dann noch Leben geben? Schon einmal durchlitt die Erde ein ähnliches Szenario – während das Hadäan oder Höllenzeitalter vor 4,56 bis 3,8 Milliarden Jahre. Zwischen 4,56- 4,51 Milliarden Jahre war die Erde von einem weltweiten Magma-Ozean bedeckt, teilweise aufgrund der ständigen Treffer von Asteroiden, teilweise aufgrund des gravitativen Absinkens von schweren Elementen zum Erdzentrum, wobei Wärme frei wurde. Erst vor 4,4 Milliarden Jahre gibt es erste Hinweise für Festgestein, in der Form von Zirkonen aus Sedimentgesteinen. Diese gelten auch als Hinweis von Wasser und Temperaturen unter 100°C auf der Erde – extremophile Organismen können bei Temperaturen von 80 bis 115°C noch existieren, eventuell in tieferen Erdschichten wo sie auch geschützt vom immer noch stattfindenden Asteroidenregen gewesen wären. Die ältesten derzeit bekannten Lebensspuren sind um die 3,85 Milliarden Jahre alt. Auf der zukünftigen Erde könnten allerletzte Mikroorganismen noch in einzelne Wassertaschen unter dem Eisschild der Schattenseite ein kümmerliches Dasein fristen.

Während die Erde verglüht wird es dem Mond nicht besser ergehen. Er entfernt sich zunächst (wie er es heute langsam tut) schneller von der Erde, wird jedoch vom Partikelstrom der von der Sonne ausgeht abgebremst werden. Wahrscheinlich wird er schließlich von der instabilen Gravitationskraft der Sonne zerrissen werden.

Schließlich wird der gesamte Magma-Ozean und Erdmantel der Erde verdampft sein, unmöglich das irgendetwas der -jemand das noch miterlebt, und der verbleibende Eisenkern der Erde wird im Angesichts eines roten Riesen vor sich hin-rösten.

Wenn die Phase des roten Riesen schließlich abgeschlossen ist wird die Sonne ihre äußeren Hüllen abstoßen und zum weißen Zwerg kollabieren. Aufgrund des Massen- und Schwerkraftverlust der sterbenden Sonne wird sich die Erdumlaufbahn vergrößern und möglicherweise die verbrannte Erde nicht von der Sonne verschluckt werden. Diese Erde wird aber nur noch ein Schatten ihrer selbst sein, ein toter Körper verloren für immer in der Kälte des Weltraums.

13. Juli 2016

Bäume als Archivare der Vergangenheit

"De róba véyes
e de prúmes témpes
ay ó aldí
e vó kunté bayédes!

Von alten Dingen
und von alte Zeiten
habe ich gehört
und will ich nun erzählen
."
Spruch der ladinischen Cantastóries (Erzähler)

Mittels Baumringe können Altersbestimmungen vorgenommen werden, aber Baumringe verraten auch Klimadaten (Temperatur und Niederschlag) und es können Brände, Erdbeben und mechanische Beschädigungen (Steinfall, Gletschervorstoß), Grundwasserschwankungen und Schädlingsbefall rekonstruiert werden. Zwar gibt es Beispiel für Jahresringe bereits im Permokarbon, aber erst seit dem Jura (seit ca 210-184 Millionen Jahre) weist das Holz von Nadelbäumen regelmäßig Jahresringe auf.
 
Abb.1. Stammquerschnitt einer Fichte.

Leonardo da Vinci (1542-1519) war einer der ersten Naturinteressierten der beobachtete das Bäume in der Umgebung von Ravenna jährlich einen Wachstumsring ausbilden und dass in trockene Sommer nur enge Ringe angelegt werden. Karl von Linné (1707-1778) zeigte auf das kalte Sommer in Nordschweden ein verlangsamtes Baumwachstum zur Folge haben.
Der Mathematiker und Astronom Andrew Ellicott Douglass (1867-1962) schlug vor das Sonnenflecken-Zyklen das Wetter beeinflussen konnten und damit auch das Wachstum von Bäumen. Durch das Vermessen von Baumringe (Douglass sammelte tausende von Baumringreihen) könnte das Klima und die Sonnenaktivität über lange Zeiträume und auf das Jahr genau rekonstruiert werden – ein breiter Jahrring weißt auf ein feuchtes Jahr hin, ein dünner Ringe dagegen auf eine Dürre (~2,5cm beträgt die mittlere Jahresringbreite in den gemäßigten Zonen).  Die erste geomorphologische Anwendung wurde durch R.H. Finch in 1937 versucht, der damit die vulkanische Tätigkeit der Cinder-Cone-Vulkanfelds in Kalifornien datierte.


Einzelne Bäume, wie die amerikanische Grannenkiefer, können bis zu 4.600 Jahre alt werden, auch europäische Arten wie Zirbe, Lärche, Eibe, Eiche und Linde gelten als langlebig, erreichen aber nur in Einzelfälle Alter um die 1.000 Jahre.
Jahrringkalender, zusammengesetzt aus zahlreichen beprobten Stämmen, reichen heutzutage für die westamerikanische Grannenkiefer um die 8.300 Jahre zurück, in Europa wurden mittels Eichen bis 7.938 v.Chr., mittels Föhren bis 11.000 Jahre lange Zeitreihen erstellt.  Im Alpenraum - an der Waldgrenze wo das Klima besonders harsch ist – zeigt die maximale Dichte des Spätholzes eine gute Übereinstimmung mit der durchschnittlichen Sommertemperatur auf. Mittels der Baumringanalyse ist die Rekonstruktion der Sommertemperatur auf bis zu +-1°C möglich. Selbst die klimatischen Nachwirkungen eines Vulkanausbruchs lassen sich nachweisen,so zeigen Zirben auf dem Patscherkofel bei Innsbruck das Jahr ohne Sommer 1816, nach dem Ausbruch des Tambora in 1815, durch sehr schmale (unter 0,5mm Breite) Ringe an

Allerdings hat die Methode auch Grenzen. Die verschiedenen Baumarten reagieren unterschiedlich auf Veränderungen, so gilt ein Jahrringkalender immer nur für die entsprechenden Baumart. Fichten reagieren schneller auf Temperaturveränderungen, während Tannen eher auf Änderungen des Wasserhaushalts reagieren. Auch findet das Wachstum in den gemäßigten Klimazonen von März bis Oktober statt, Aussagen über das Klima im Winter sind mit dieser Methode daher kaum möglich. Baumringe werden von mehreren Faktoren zeitgleich beeinflusst, wie  Temperatur, Niederschlag, Verfügbarkeit von Wasser im Boden, und noch ist nicht ganz klar wie die einzelnen Faktoren sich gegenseitig beeinflussen können. So zum Beispiel kann Trockenheit auf mehrere Jahre hin das Wachstum beeinflussen und eventuelle Auswirkungen von Temperaturveränderungen abschwächen oder verfälschen.

Eine Kuriosität betreffend Klima und Jahresringe: Das Holz der Bäume im ausgehenden 17. Jahrhundert war von hervorragender Qualität für Instrumentenbau dank einer Kältephase die von 1645 bis 1715 dauerte. Das kühle Klima ließ die Bäume besonders langsam wachsen, das Holz war daher sehr dicht und die Jahresringe lagen eng und gleichmäßig nebeneinander, was sich auf die Resonanz des Klangkörpers der Geige positiv auswirkt. So hat das Fichtenholz einer Stradivari-Geige hat fast 220 Jahresringe, heutzutage haben Bäume im Schnitt nur 180 Ringe auf einer vergleichbaren Messstrecke.

Literatur:

POKORNYA, A. (1867): Über den Dickenzuwachs und das Alter der Bäume. Schriften des Vereins zur Verbreitung naturwissenschaftlicher Kenntnisse in Wien, Nr. 6: 209-233
TESSIER, L.; GUBAL, F. & SCHWEINGRUBER, F.H. (1997): Research strategies in dendroecology and dendroclimatology in mountain environments. Climatic Change. Nr.36: 499-517

WILES, G.G. et al. (1996): Tree-ring analysis and Quaternary geology. Principles and recent applications. Geomorphology 16: 259-272

15. Juni 2016

Die Jagd nach dem Himmelsfeuer

Die Jagd nach dem Himmelsfeuer, der norwegische Physiker Kristian Olaf Bernhard Birkeland (1867-1917) konnte  in ausgehenden 19° Jahrhundert nachweißen das Polarlichter durch die Interaktion des Sonnenwinds mit der Atmosphäre und dem Magnetfeld der Erde entstehen. 

21. Dezember 2015

Kristallographen Keplers Gespür für Schnee

Der deutsche Astronom Johannes Kepler studierte nicht nur die Bewegung der Sterne, sondern interessierte sich auch für die Geometrie von Schneeflocken. 1611 publizierte er ein kleines Büchlein mit dem Titel „Strena seu de Nive sexangula - Über den sechs-zackigen Schnee“ in dem er sich fragt

Woher kommt es, dass gleich zu Anbeginn die Schneekristalle, bevor sie noch zu größeren Flocken sich zusammenballen, sechszackig fallen stets und mit sechs rauen Strahlen, wie ein Gefieder anzusehen?“. 

Abb.1. Kristalle setzen sich aus regelmäßig angeordneten Teilchen zusammen, aus Kepler´s Abhandlung.

Kepler erkannte das  Wasserdampf regelmäßig auskristallisiert, allerdings konnte er nur auf eine alchemistische geheimnisvolle Kraft zurückgreifen woher diese ursprünglich Symmetrie stammt:

Es wohnt also eine formbildende Kraft in dem Leib der Erde, die hervorgeht mit dem Dunst, ein Lebensgeist, vergleichbar der menschlichen Seele.“ 

Die sechseckige Form der Schneekristalle beruht auf die Wechselwirkung der einzelnen Wassermoleküle, Feuchtigkeit und Temperatur. Fällt ein wachsender Schneekristall durch die Atmosphäre durchquert er schichten mit leicht unterschiedlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, auch der Wind tut sein übriges, da er jeden Fall einer Schneeflocke individuell gestaltet, so ist auch die endgültige Form der Schneekristalls individuell und einzigartig. 
Es gibt Schneekristalle mit drei, zwölf, 18 und 24 Strahlen, da die meisten Kristalle bei ihrem langen Weg zerbrechen oder verschiedene Kristalle miteinander verschmelzen, stets ist der Wert aber ein Vielfaches oder Teil von sechs. Schneekristalle können je nach Temperatur flächenförmig, säulenförmig oder die klassische Schneeflocken-Form annehmen, an den Ecken ist nämlich die Wahrscheinlichkeit das Wassermoleküle auftreffen größer als an eine gerade Kante.
Abb.2. Quarzkristalle, nach “Chrystallographie ou description des formes propres a tous les corps du regne mineral” von Rome de l´Isle (1783). Quarz wurd ein der Antike als ewig gefrorener Schnee gedeutet. So schreibt Plinius der Ältere (23-79 n.Chr.) „Wir können mit Sicherheit angeben, dass man er [der Bergkristall] in den Felsen der Alpen entsteht, oft an so unzugänglichen Orten, dass man ihn an einem Seil hängend herauszieht.“

20. August 2012

Berge des Wahnsinns

"Berge des Wahnsinns" ist eine Horror/Science-Fiction Fortsetzungsgeschichte die 1936 zum ersten Mal in der Zeitschrift "Astounding Stories" veröffentlicht wurde. Geschrieben wurde die Novelle bereits fünf Jahre vorher vom Gelegenheitsautor H.P. Lovecraft  (der just am 20. August 1890 geboren wurde).
Die Handlung: Um etwa 1930 ist Geologe William Dyer einer der wenigen Überlebenden einer gescheiterten biologisch-geologisch Expedition zum Südpol. Zunächst höchst erfolgreich, entdeckt ein kleiner Spähtrupp  der Expedition eine Gebirgsdecke gewaltiger Ausmaße, bei weitem höher als der Himalaya, mitten in der Eiswüste des antarktischen Kontinents - regelrechte Berge des Wahnsinns. Rasch wird ein provisorisches Lager aufgestellt, wobei noch bemerkenswertere Entdeckungen gemacht werden - in einer Höhle werden Fossilien unbekannter Herkunft udn Alters ausgegraben. Doch bei einem Schneesturm geht der Kontakt zum Spähtrupp verloren.  William Dyer erreicht das Basiscamp, findet aber nur Verwüstung und Tod vor - die Suche nach was dort gewütet hat, führt ihn jenseits den Bergen des Wahnsinns…

Lovecraft war von kränklicher Natur, so dass er nicht die reguläre Schule besuchen konnte und trotz Liebe zur Wissenschaft ihm ein Universitätsstudium verwehrt blieb, allerdings konnte er auf eine reiche Buchsammlung zurückgreifen - besonders beschäftigte er sich mit Astronomie und Geologie.
Als einer der ersten Autoren der klassische Gruselgeschichten des 18/19 Jahrhunderts mit Elementen der Science-Fiction des 20 Jahrhunderts verband, legte Lovecraft wert darauf, dass sein fiktiven Protagonisten mit den neuesten Erkenntnisse der Wissenschaft zu seiner Zeit vertraut waren. So "zitiert" Dyer in "Berge des Wahnsinns" mehrmals die Richard Evelyn Byrd-Expedition, die in den Jahren 1928-1930 geologische Untersuchungen in der Antarktis durchführte. Die letzten weißen (Küsten-)Flecken der Antarktis waren erst 1929-1931 von einer Britisch-Australischen-Neuseeländischen Expedition kartiert worden, große Teile des Inneren - wie auch die Geologie und Paläontologie - des Kontinents waren aber noch unbekannt. Erste Fossilien (versteinertes Holz) waren in den Jahren 1892-1893 auf Seymour Island durch eine Norwegische Expedition gesammelt worden. Der erste Geologe in der Antarktis war der Schwede Otto Nordenskjöld, der zwischen 1902-1903 Pflanzenfossilien des Jura entdeckte und auch um einige Millionen Jahre jüngere Pinguinfossilien. Die Pflanzenfossilien überzeugten Nordenskjöld davon, dass in der Antarktis einst ein tropisches Klima geherrscht hatte.
Auch Lovecraft beschreibt die Entdeckung von Pflanzenfossilien und stellt fest, dass die Berge des Wahnsinns nicht immer eisbedeckt gewesen sein konnten. Lovecraft beschreibt auch Tierfossilien, darunter Archaeocyathiden - schwamm-ähnliche Organismen des Kambriums (500 Millionen Jahre alt). Für Lovecraft waren diese Fossilien, die in der Geschichte teilweise sehr detailliert beschrieben werden, ein wesentlicher Teil seines Horrorromans  - sie sollten dem Leser den Abgrund der Zeit, dem er gegenüberstand, verdeutlichen. Genau aus diesem Abgrund war aber etwas zu uns gekommen - etwas tödliches - das selbst Dyer/Lovecraft nur ansatzweise zu nennen wagt -"die großen Alten"!

Lovecraft war auch sehr an der - zu seiner Zeit heftig diskutieren - Kontinentaldrift interessiert. Er war über die neusten Entwicklungen informiert und scheint gegenüber dieser Theorie sehr aufgeschlossen gewesen zu sein. So schreibt er in "Berge des Wahnsinns" wörtlich, als Dyer in einer toten Stadt eine unheimliche Karte der frühen Erde entdeckt:

"Eine andere Karte zeigt eine riesige, trockene Landmasse um den Südpol herum…[]… Spätere Karten, auf denen zu sehen ist wie die Landmasse zerbricht und auseinanderdriftet, und einzelne ihrer abgelösten Teile nach Norden wandern, bestätigen in verblüffender Weise die Theorien der Kontinentalverschiebung, die in jüngster Zeit von Taylor, Wegener und Joly aufgestellt wurden"

Literatur:

LONG, J. (2003): Mountains of Madness – A Scientist’s Odyssey in Antarctica. Jospeh Henry Press, Washington: 252

11. August 2012

Mars – die zweite Erde?

Mars - eine fremde Welt, die doch bei genauerer Betrachtung anscheinend überraschende Gemeinsamkeiten mit der Erde aufweist - angefangen bei der Rotation, die durch den britischen Astronomen William Herschel aufgrund Beobachtungen in den Jahren 1777-1783 auf 24 Stunden 39 Minuten und 21,67 Sekunden festgelegt wurde.

Erst 1638 wurden erste, vorläufige Zeichnungen der Marsoberfläche dank verbesserter Fernrohre möglich. Die ersten wissenschaftlich brauchbaren Karten wurden 1645 vom niederländischen Astronomen Christiaan Huygens hergestellt - eine große dunkle Fläche die fast den gesamten Planeten einnahm bezeichnete er als "Sanduhrmeer". Es war dann wiederum William Herschel der zwei weiße Flecke an den Polen als Eiskappen deutete, die im Laufe des Jahres größer und kleiner wurden. Es schien dass auf den Mars unterschiedliche Jahreszeiten herrschen und dass die polaren Eiskappen je nach Jahreszeit anwuchsen oder schrumpften. 
Im 19. Jahrhundert waren die Fernrohre soweit entwickelt, dass immer genauere Karten von Mars veröffentlicht wurden - der französische Astronom Camille Flammarion wertete mehr als 2.600 Marszeichnungen aus um 1876 eine besonders detaillierte Karte zu veröffentlichen. Flammarion zählte 2 Ozean, 22 Meere und 4 große Kanäle die 5 große Kontinente voneinander trennten. Laut Flammarion war der Mars der Erde so ähnlich, dass ein zufälliger Besucher keine großen Unterschiede zwischen den zwei Planeten bemerken würde.

"Bäche, die in ihrem von der Sonne vergoldeten Kieselbett davoneilen; Flüsse, welche die Ebenen durchziehen oder im Grunde der Täler als Wasserfälle rauschen; Ströme, die langsam durch weite Landschaften der Meere zueilen."

Abb.1. Eine Mars-Karte aus FLAMMARION (1884): "Les terres du Ciel"

Eines der berühmtesten Kapitel in der Erforschung des Mars wurde vom Mailänder Astronomen Giovanni Virgino Schiaparelli (1835-1910) verfasst. 1859 hatte der italienische Astronom und Jesuitenpater Angelo Secchi reguläre Strukturen auf den Mars beschrieben, die er "canali" nannte - eine etwas zweideutige Bezeichnung die zwar künstliche Kanäle meinen kann, aber auch auf einfache enge Flussläufe oder Rinnen zutrifft. Schiaparelli übernahm diese Bezeichnung, allerdings legt er sich nicht wirklich fest ob sie künstlicher oder natürlicher Natur sind und beschreibt die Formen auf den Mars zunächst schlichtweg. Er fasst sie als Furchen oder Niederungen auf, durch denen Wasser in die verschiedenen Meer strömen konnte bzw. von den Eiskappen an den Polen zum Äquator gelangt, er bemerkt am Ende:

"Es ist nicht notwendig, anzunehmen, dass es das Werk intelligenter Wesen sei; und trotz des geometrischen Aussehens dieses ganzen Systems sind wir geneigt zu glauben, dass es in der Evolution des Planeten entstanden ist, genauso wie auf Erden der Ärmelkanal oder der vom Mozambique."

Schiaparelli beobachtete als einer der Ersten eine anscheinende Verdoppelung der Marskanäle zu bestimmten Zeiten (eine Beobachtung, die wie er selbst zugab, nicht jeder nachvollziehen konnte). Er vermutete dass es sich dabei um Überschwemmungsgebiete handelte, die durch die Schneeschmelze an den Polen überschwemmt wurden.

Schiaparelli war der Annahme dass der Mars bewohnbar (oder sogar bewohnt war) nicht gänzlich abgetan - eine Möglichkeit die damals nicht nur als möglich, sondern sogar als wahrscheinlich galt. 
Im Jahre 1895 veröffentlichte er schließlich einen Artikel - "Das Leben auf dem Mars" - in dem er offen über diese Möglichkeit spekulierte (allerdings nahm er seine eigenen Spekulationen nicht allzu ernst). Er ging sogar so weit die Gesellschaftsstruktur der Marsianer aufgrund der Bauweise der Marskanäle zu beschreiben. Die anscheinende Verdoppelung bzw. die breiter werdenden Marskanäle waren gewaltige Bewässerungssysteme, die nicht nur eine entsprechend entwickelte Technologie, sondern auch eine globale (und daher sozialistische) Regierung die ein solches Mammutwerk kontrollieren konnte, voraussetzte.

Abb.2. Die berühmt-berüchtigten Mars-Kanäle laut Schiaparelli, aus FLAMMARION 1881.

Der Amerikaner Percival Lowell war einer der größten Verfechter der Hypothese von Mars als bewohnter Planet bzw. des Kampfes seiner Bewohner gegen die herrschende Dürre auf den Mars. Ein Kollege von Lowell - William Henry Pickering - stellte richtigerweise fest, dass die dunklen Gebiete auf den Mars keine Meere sein können, da sie keine Reflektion wie Wasser zeigten und auf verschiedenen Ebenen lagen. Pickering vertrat die Meinung, dass es sich um eine Art von Vegetation handelte.
Die periodischen Veränderungen ließen vermuten, dass diese Vegetation zu bestimmten Zeiten abstarb und später nachwuchs - die Marsianer - so Lowell - versuchten die Vegetationsperiode zu verlängern, indem sie mittels einem ausgeklügelten Kanalsystem Wasser über den Planeten verteilten.

"Die Austrocknung des Planeten schreitet mit Sicherheit so weit fort, bis überall auf seiner Oberfläche kein Leben mehr aufrechterhalten bleibt. Langsam, aber sicher wird es mit der Zeit ausgelöscht werden. Wenn der letzte Funken auf dieser Weise erstickt ist, wird der Planet als eine tote Welt durch den Weltraum rollen und seine evolutionäre Laufbahn wird für immer beendet sein."

All diese Spekulation beruhten auf die Beobachtungen, die von der Erde aus gemacht worden waren - selbst die größten und besten Teleskope konnten allerdings nur verschwommene Bilder liefern. Auf den Mars waren große Veränderungen der Oberfläche sichtbar, es schien möglich, ja sogar wahrscheinlich, dass es sich um biologische Aktivität handeln könnte. Theoretische Gegenbeweise, wie von Alfred Russel Wallace der nachwies dass es auf den Mars viel zu kalt für flüssiges Wasser war, hatten es schwer mit den  unheimlich-geheimnisvollen Karten und Abbildungen, die von Mars veröffentlicht wurden, mitzuhalten.

Erst 1964 sollte eine Sonde die ersten Nahaufnahmen vom Mars senden, ein Moment der unser Bild von Mars für immer verändern sollte…

Literatur:

BASALLA, G. (2006): Civilized Life in the Universe: Scientists on Intelligent Extraterrestrials. Oxford University Press: 233
OESER, E. (2009): Die Suche nach der zweiten Erde - Illusion und Wirklichkeit der Weltraumforschung. Wissenschaftliche Buchgesellschft-Darmstadt: 208