Erdzwilling?

Von der Genetik bis zur Quantenphysik, von der Atomkraft bis zur Künstlichen Intelligenz. Das weite Feld der modernen Naturwissenschaften und ihrer faszinierenden Entdeckungen und Anwendungen.
Ipsissimus
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Di 6. Dez 2011, 11:24 - Beitrag #1

Erdzwilling?

Auf der Suche nach Leben auf fernen Planeten hat das Weltraumteleskop Kepler seinen ersten erdähnlichen Himmelskörper außerhalb unseres Sonnensystems bestätigt. Wie die US-Raumfahrtbehörde Nasa am Montag mitteilte, umkreist der Planet Kepler 22b in einer Entfernung von 600 Lichtjahren einen sonnenähnlichen Stern. Der Planet bewege sich in einer Zone, in der die Existenz von flüssigem Wasser an der Oberfläche möglich sei.
...
Der ferne Planet ist nach Nasa-Angaben der bislang kleinste, der in der bewohnbaren Zone eines sonnenähnlichen Sterns aufgespürt worden ist. Sein Durchmesser ist nur etwa 2,4-mal größer als derjenige der Erde.

Ob es sich allerdings um einen Gesteinsplaneten wie die Erde handelt, oder ob der ferne Planet hauptsächlich flüssig oder gasförmig ist, stehe noch nicht fest, erläuterte die Nasa. Dennoch handele es sich um einen bedeutenden Fund. "Dies ist ein wesentlicher Meilenstein bei der Suche nach einem Zwilling der Erde", unterstrich Kepler-Forscher Douglas Hudgins. Der Fund soll im Fachblatt "The Astrophysical Journal" veröffentlicht werden.



http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,801916,00.html

Lykurg
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Di 6. Dez 2011, 16:33 - Beitrag #2

Wie weit gefaßt ist eigentlich diese Definition von bewohnbare Zone - also das vermutete Vorhandensein von flüssigem Wasser? Ich meine, auf Europa z.B. nehmen wir es ja auch an, würden dementsprechend Planeten von Merkur bis Jupiter als bewohnbar zählen, letzterer wegen seiner Größe also wieder rausfallen? (Und wenn ja, hoffentlich sucht man da dann auch nach Monden^^)

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Mi 7. Dez 2011, 13:06 - Beitrag #3

als habitable Zone (früher auch Ökosphäre) gilt ein Bereich rings um ein Zentralgestirn, innerhalb dessen flüssiges Wasser an der Oberfläche eines Planeten möglich ist. Sprich, innerhalb dieses Bereiches ist die Stärke der Energieeinstrahlung auf den Planeten geeignet, um zwischen Eis, flüssigem Wasser und Wasserdampf ein Gleichgewicht herzustellen, bei dem immer genügend flüssiges Wasser an der Oberfläche vorhanden ist.

In einem erweiterten Sinne spricht man auch hinsichtlich anderer Parameter von habitablen Zonen, z.B. darf die UV-Einstrahlung nicht zu groß sein.

Der Begriff der habitablen Zone bezieht sich natürlich nur auf die Möglichkeit von Leben nach Art des irdischen Lebens.

Bezüglich Europa glaube ich, dass dieser Mond in der habitablen Zone Jupiters liegt, also von Jupiter seine Energie bezieht. Die Sonneneinstrahlung ist dort schon zu schwach. Im klassischen Sinne ist das auch keine habitable Zone, weil die Oberflächentemperatur Europas maximal -150 ºC beträgt und das dort vermutete flüssige Wasser erst in großer Tiefe zu finden wäre.

Die habitable Zone um die Sonne umfasst nach derzeitigem Wissen den Bereich zwischen den Planeten Erde und Mars. Hinsichtlich Venus sind die Untersuchungen wohl noch nicht gänzlich abgeschlossen, aber vermutlich sind die Oberflächentemperaturen dort bereits zu hoch für flüssiges Wasser.

Traitor
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So 11. Dez 2011, 14:43 - Beitrag #4

Hier erstmal der beim Spiegel leider diesmal wieder verschwiegene Original-Artikel.

Ob es ein Zwerggasplanet, eine Riesenerde oder der so gerne zitierte Ozeanball ist, ist derzeit reines Raten, da die Transitmethode keine Masseninformation liefert und Atmosphärenanalysen auch fehlen. Es ist aber mit Sicherheit der derzeit spannendste Kandidat. Und mit fortlaufender Kepler-Missionsdauer sollte da noch einiges nachkommen, wenn weitere Bestätigungsmessungen für zuvor detektierte Kandidatenkandidaten eintreffen.

Bei der kolportierten Oberflächentemperatur von 22°C ist übrigens größte Vorsicht geboten, die setzt einen Treibhauseffekt gleicher Stärke wie auf der Erde voraus, ist also völlig willkürlich. Genauso denkbar wären Minusgrade bei fehlender Atmosphäre oder ein Dampfdrucktopf wie die Venus.

Von dieser Bedeutendheit der Atmosphäre rührt auch die Ambivalenz der "habitablen Zone" her. Standardmäßig dürfte der Begriff sich auf Erdäquivalente beziehen, bei weniger Atmosphäre dann weiter nach innen, bei mehr weiter nach außen wandern. Und "Anomalien" (die durchaus die Regel sein könnten) wie gezeitengeheizte Monde umfasst er gar nicht, es geht nur um Zentralgestirnsstrahlung.

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So 11. Dez 2011, 19:20 - Beitrag #5

unsere alte Diskussion^^ Leben = Leben irdischer Art? Wenn wir das bejahen, sind wir natürlich nicht nur an atmosphärische Welten gebunden sondern verschärft an solche, die Sauerstoff-/Stickstoff-Atmosphären tragen. Ich glaube schon, dass der Begriff der Habitabilität ausschließlich auf derartige Planeten bezogen wird, jedenfalls solange, wie wir nicht völlig anders-basierte Lebensformen nachweisen können

Traitor
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So 11. Dez 2011, 20:58 - Beitrag #6

Ich sehe den Widerspruch nicht ganz. Ich meinte, dass der "offizielle" Begriff "habitable Zone" recht eng auf erdähnliche Atmosphären bezogen wird, während die eigentlich zur Definition herangezogene Flüssigwasserverfügbarkeit stark von der Atmosphärenzusammensetzung abhängt, und die tatsächliche Habitabilität für beliebiges Leben somit durchaus stark von der definierten Zone abweichen könnte.

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Mo 12. Dez 2011, 02:02 - Beitrag #7

Überaus spannend, danke für die Erläuterungen! Ich wäre ja so begeistert, wenn eine Lebensform auftauchte, die absolut nichts mit unseren Vorstellungen davon zu tun hat, allein schon um die humanoiden Völkerschaften quer durch die SF-Geschichte so richtig schön vorzuführen. Ich denke aber auch, daß bei solchen Extrembedingungen, wie sie etwa bei den Smokerbakterien der Tiefsee herrschen, das Leben auch noch andere Sonderbarkeiten überstehen kann, und sowas wie Europa eben doch nicht ausgeschlossen wäre.

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Mo 12. Dez 2011, 12:10 - Beitrag #8

oh yeah, wenn ich das noch erleben dürfte^^ Leben, womöglich intelligentes Leben auf einer völlig anderen biochemischen Grundlage^^

wenn ich das richtig verstanden habe, Traitor, dann bezieht sich der Begriff der Habitabilität auf eine ganze Reihe möglicher Kriterien, von denen die Verfügbarkeit von freiem Oberflächenwasser nur das historisch erste war. Alle diese Kriterien beziehen sich aber bislang auf Leben im irdischen Sinne. Die habitable Zone für hypothetische Methanatmer würde den Bereich zwischen Jupiter und Neptun umfassen, was für uns erst mal uninteressant bleibt^^

janw
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Mo 12. Dez 2011, 16:42 - Beitrag #9

Die Kriterien für eine "habitable Zone" stammen aus einer Zeit, in der neben etwas geringeren Kenntnissen über das dem Leben Mögliche vor allem eine andere Zielvorstellung für die Forschung maßgeblich waren.
Aus heutiger Sicht müssten ganz klar die Archaebakterien der Black Smoker mit herangezogen werden, wenn es um Leben an sich gehen soll.
Im Grunde bliebe dann flüssiges Wasser als einziges Kriterium über, neben energetisch verwertbaren Substraten aus Kohlenstoff, Schwefel und Metallverbindungen.

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Mo 12. Dez 2011, 16:53 - Beitrag #10

was hat es mit diesen Bakterien auf sich, Jan? Stellen sie eine relevante Ergänzung des Lebensbegriffes dar, ähnlich wie diese Arsen(?)-basierten Bakterien, die wir neulich mal besprochen hatten?

janw
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Mo 12. Dez 2011, 17:37 - Beitrag #11

Sie leben unter sonst für das Leben als hinderlich betrachteten Bedingungen (heiß, hoher Druck, aggressive mineralische Lösungen) und erweitern damit den als lebensgeeignet anzusehenden Bereich.
Sie leben an den untermeerischen Mineralquellen wie andere Bakterien in anderen Lebensräumen, teilweise sogar in Symbiose mit Röhrenwürmern; ihr wesentlicher Unterschied ist ein gegenüber den normalen Bakterien einfacheres Erbgut, was als Altertümlichkeitszeichen gesehen wird.
Die Energiegewinnung aus Schwefelverbindungen und Redoxreaktionen von Metallen wird auch von anderen Bakterien beherrscht, allerdings bei angenehmeren Temperaturen und Drücken.

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Mo 12. Dez 2011, 17:51 - Beitrag #12

Wikipedia liefert noch ein paar Ergänzungen - die meisten Arten sind anaerob, teilweise ist Sauerstoff für sie sogar tödlich; und da diese Black-Smoker-Vulkane räumlich voneinander getrennt entstehen und nur etwa zwanzig Jahre aktiv sind (!), ist noch ungeklärt, wie die Archaeen die Distanzen zwischen ihren Biotopen überwinden (ganz abgesehen von nachgewiesenen isolierten Populationen in Yellowstone-Geysiren und anderswo). Sie sind sehr anpassungsfähig bzw. artenreich ausdifferenziert in Bezug auf verschiedenste Extrembedingungen und, wie du ja auch schon schriebst, sehr gut darin, sich den Kram, den sie zum Leben brauchen, selbst zusammenzubauen.

janw
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Mo 12. Dez 2011, 23:00 - Beitrag #13

Die Abneigung gegen Sauerstoff ist insofern weniger spektakulär, als auch die echten Bakterien beileibe nicht alle sauerstoffliebend sind. Sie ist ein Merkmal ihrer Altertümlichkeit, denn die Fähigkeit, mit Sauerstoff umzugehen, bis dahin, ihn zu benötigen, musste erst entwickelt werden, nachdem einige Cyanobakterien angefangen hatten, mit Sonnenlicht Wasser zu spalten und daraufhin die Atmosphäre mit dem dabei anfallenden Sauerstoff vergifteten.

Bezüglich der Besiedelung der Smoker muss man aber sehen, daß diese in sehr begrenzten Gebieten auftreten, wo man eine Verdriftung von Bakterien von alten zu neuen Lebensräumen in Betracht ziehen kann.
Vielleicht ergibt das genetische Differenzierungen, so daß es eine Mittelatlantische-Rücken-Gruppe, mehrere Pazifikgraben-Gruppen oder ähnliches gibt.
Bei den Vulkanbesiedlern wird die Verbreitung in meinen Augen eher ein Problem darstellen, vielleicht trägt hier der Wind oder Regen dazu bei, von einem alten Solfatar zu einem neuen zu gelangen. Oder es bestehen unterirdische Verbindungen - die Solfatare nur als oberirdische Erscheinung eines unterirdischen Becken- und Gangsystems, wer weiß?

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Di 13. Dez 2011, 13:04 - Beitrag #14

wenn du "Vulkanbesiedler" schreibst - wurden Archaeen nur in unterseeischen Vulkanen nachgewiesen oder auch in kontinentalen aktiven Vulkanen? Ist also, anders gesagt, die Kühlung durch das umgebende Wasser Voraussetzung für ihre Existenz, oder können die "einfach so" in flüssiger Lava leben?

janw
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Di 13. Dez 2011, 14:08 - Beitrag #15

Die Archäen kommen sowohl in der Tiefsee wie auch auf dem Festland in Gebieten mit vulkanischer Aktivität vor.
Dabei geht es aber nicht um die Bereiche mit Lavaausbrüchen, sondern um die Austritte heißer Mineralquellen und schwefelhaltiger Gase. Die Bakterien gewinnen Energie aus der Umsetzung von Schwefelwasserstoff zu Schwefel oder aus der Reduktion von Metallsulfiden und verwenden den frei werdenden Wasserstoff, um damit Kohlendioxid zu binden und daraus Grundstoffe für ihren Stoffwechsel zu gewinnen.
Die Lava mit ihren ca. 1500°C ist auch für sie tödlich.

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Do 20. Dez 2012, 13:23 - Beitrag #16

Es hat mal wieder neue Planetenentdeckungen gegeben - auch einen innerhalb der bewohnbaren Zone, etwa die fünffache Masse der Erde leider, aber dafür bei Tau Ceti, nur zwölf Lichtjahre von uns entfernt! In meinen Augen ein Quantensprung hinsichtlich Erreichbarkeit...

Klingt doch fast danach, als ob wir etwas wie eine Ersatzheimat im Blick hätten, mit viel zusätzlichem Platz^^ - wobei sich dann natürlich schon die Frage stellen würde, wie sichn die Gravitation auf das Wohlbefinden auswirken würde. Und naja, ob Wasser auch wirklich vorhanden ist, sollte man schon erstmal in Erfahrung bringen, bevor wir uns auf den Weg machen, denke ich...

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Do 20. Dez 2012, 13:45 - Beitrag #17

fünffache Masse des Planeten hieße, vereinfacht gesagt, du musst dein Gewicht gegen eine fünfmal so große Gravitation stemmen. Oder anders gesagt, stellt dir einfach vor, du wiegst hier auf der Erde 400 kg (bei 80 kg Normalgewicht)^^

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Fr 21. Dez 2012, 00:48 - Beitrag #18

Gewinner eines solchen Umzuges wären dann wohl auch die Firmen, die aktuell für so Schwerlastfälle "Alltagsgegenstände" wie (Kranken-)Betten, Rollstühle, Rettungswagen bauen.

Zwölf Jahre Reise sind lang, aber manch einer wird doch beispielsweise Sagen können, in seiner Biografie gab es einige, vielleicht sogar 12, irgendwie verlorene Jahre. Will sagen: lieber per Umzug (und unterwegs bestimmt Entertainment mit Smartphones usw.) als etwas verlorene Zeit und Chance, woanders weiterzuleben, als hier mit der Erde unterzugehen. Wobei letzteres derzeit doch gerade nicht akut ist...

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Fr 21. Dez 2012, 09:59 - Beitrag #19

Rein auf das Bewegungsvermögen hin kann ich mir das schon einigermaßen vorstellen, Ipsissimus (ein Bekannter von mir wog mal 300 kg, jetzt ein Drittel weniger; neulich bedauerte er z.B., nicht fahrradfahren zu können, weil das Einzelanfertigungen ab 8000 € wären) - aber ich frage mich, wie die inneren Organe damit zurechtkommen und wie sich der Körper verändert, wenn man dauerhaft dort lebt. Dort geborene Nachkommen würden sicherlich sehr viel gedrungener und muskulöser ausfallen müssen.

Ipsissimus
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Fr 21. Dez 2012, 14:13 - Beitrag #20

ich bezweifele, dass die Evolution so schnell arbeitet. Auf so einem Planeten wäre erst mal eines angesagt: Leiden. Bedenke, auch das Herz müsste gegen eine fünfmal so starke Kompression gegenarbeiten, die Därme würden mit Macht gegen den Beckenboden gedrückt, das gesamte innere Halterungssystem ist nicht dafür ausgelegt, jedenfalls nicht auf Dauer. Die Kinder, die sich nach vielen Generationen vielleicht unter den Bedingungen dieser Schwerkraft wohlfühlen würden, würden wir Heutigen wahrscheinlich gar nicht mehr als Menschen erkennen, weil der gesamte Körper umgebaut werden müsste. Der aufrechte Gang ließe sich wahrscheinlich nur bei einer deutlichen Reduktion der Körpergröße erhalten, aber da würde die Evolution sicher auch zu anderen Formen und Lösungen führen, die vielleicht effektiver wären. Robben-Form z.B. stelle ich mir für eine solche Schwerkraft als deutlich geeigneter vor

Ich würde vermuten, einen Faktor 1.5 könnten wir maximal ohne Änderung des Genoms verkraften, aber so richtig wohl fühlen dabei? Maximal 1.2, als Vermutung, wie alles hier Gesagte.

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