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Astrophysik: So wird die Erde zugrunde gehen

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Forscher simulieren das Ende der Erde

07.08.2012, 11:56 Uhr | Spiegel Online

Astrophysik: So wird die Erde zugrunde gehen. Exoplanet Corot-7b (Illustration): Gefährlich nahe an seinem Stern  (Quelle: ESO)

Exoplanet Corot-7b (Illustration): Gefährlich nahe an seinem Stern (Quelle: ESO)

Die Sonne bläht sich, und die Erde stirbt den Hitzetod - so wird nach Meinung von Wissenschaftlern unser Planet in ferner Zukunft zugrunde gehen. Eine Simulation zeigt nun, was geschehen könnte: Erst regnet es Kiesel, schließlich Eisentropfen.

St. Louis/Hamburg - Die Arbeit erinnert an Science-Fiction: Forscher haben das Endstadium der Erde simuliert. Sie zeigen, was passiert, wenn die Erde verdampft.

In ferner Zukunft, glauben Astronomen, werde sich die Sonne aufblähen - und die Erde verglühen. "Wir Wissenschaftler sind aber nicht zufrieden damit, nur über das Verdampfen der Erde zu reden", sagt Bruce Fegley von der Washington-Universität in St. Louis in einer Mitteilung seiner Universität. "Wir wollen genau verstehen, wie es wäre, wenn es passieren würde."

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Grundlage ihrer Simulationen, die sie nun im Fachblatt "The Astrophysical Journal" veröffentlicht haben, bildeten Daten über Planeten in anderen Sonnensystemen. Viele der sogenannten Exoplaneten, die bei anderen Sternen gefunden werden, umkreisen ihre Heimatsonne in so geringer Entfernung, dass es auf ihnen extrem heiß ist. Oft erlauben die Beobachtungen den Astronomen, auch die Dichte und die chemische Zusammensetzung der Exoplaneten zu bestimmen.

Um die Interpretation solcher Messdaten zu erleichtern, ließen die Forscher am Computer zwei verschiedene Typen von Planeten verdampfen: einen mit der Zusammensetzung der heutigen kontinentalen Erdkruste und einen mit der Zusammensetzung der jungen Erde, bevor die Kruste sich bildete. Beide bestehen hauptsächlich aus Silizium und Sauerstoff, letzterer besitzt jedoch einen höheren Anteil anderer Elemente wie Eisen und Magnesium. Am Computer drehten die Wissenschaftler die Temperatur beider Modellplaneten langsam höher, auf 270 bis 1700 Grad Celsius.

Vorbild Venus

Die Simulation zeigte, dass die Luft beider Modellplaneten über einen weiten Temperaturbereich von Wasserdampf und Kohlendioxid dominiert würde. Der größte Unterschied bestand darin, dass der Planet mit der Zusammensetzung der jungen Erde mehr Gase in der Atmosphäre besaß, die in Gegenwart von Sauerstoff oxidieren.

Unterhalb von etwa 730 Grad enthält die Atmosphäre von Planeten mit Ähnlichkeit zur jungen Erde viel Methan und Ammoniak - Verbindungen also, aus denen durch Blitze Aminosäuren, die Grundbausteine des Lebens, entstanden sein können. Oberhalb von 730 Grad spielt Schwefeldioxid eine merkliche Rolle. "Dann gleicht die Atmosphäre des Exoplaneten derjenigen der Venus, nur mit Dampf", erläutert Fegley.

Oberhalb von 1430 Grad tritt in der Atmosphäre beider Planetentypen Siliziummonoxid auf, eine gesteinsformende Verbindung. Sollte es auf solchen Planeten Frontensysteme in der Atmosphäre geben, könne es dort Kiesel regnen, erklären die Forscher. Aus Neugier haben sie die Temperatur in ihren Simulationen weiter aufgedreht, bis die gesamte Modellerde verdampfte. Ergebnis: "Es bleibt ein großer Ball aus dampfendem Gas übrig, in dem einem Kiesel und Tröpfchen aus flüssigem Eisen um die Ohren fliegen", berichtet Fegley.

boj/dpa


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