23. Kalenderwoche (6.–12. Juni 2022)

 

Ausdehnung des Universums
Meere Galapagosinseln Emiliania huxleyi Wasserspinne Quastenflosser Begeisterung

 

 

Montag

Ausdehnung des Universums

 

Das Weltall dehnt sich etwas schneller aus als erwartet. Das schließen Astronomen um den US-Nobelpreisträger Adam Riess aus Untersuchungen mit dem „Hubble“-Weltraumteleskop. Die kosmische Expansionsrate ist demnach etwa fünf bis neun Prozent höher als bislang berechnet. Die Forscher stellen ihre Analysen in einer der kommenden Ausgaben des Journals „The Astrophysical Journal“ vor. Mit dem Weltraumteleskop bestimmte das Team um Riess die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums so genau wie nie zuvor. Diese sogenannte Hubble-Konstante liegt im lokalen Kosmos demnach bei 73,2 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec. Ein Megaparsec sind 3,26 Millionen Lichtjahre. Zwei Punkte, die ein Megaparsec voneinander entfernt sind, streben also mit 73,2 Kilometern pro Sekunde weiter auseinander. Diesen Wert verglichen die Astronomen mit der Expansionsrate, die sich aus Messungen des Urknallechos mit den Satelliten „WMAP“ und „Planck“ ergeben. Dieser Vergleich sei wie der Bau einer Brücke zwischen beiden Werten, erläuterte Riess in einer Mitteilung des Weltraumteleskop-Instituts STScI in Baltimore (US-Bundesstaat Maryland). An einem Ufer befinden sich die „Hubble“-Messungen aus dem lokalen Universum, am anderen die Satellitenmessungen des Urknall-Echos. „Man beginnt an zwei Enden und erwartet, dass sie sich in der Mitte treffen, wenn alle Zeichnungen und Messungen korrekt sind“, beschrieb der Astronom. „Aber die beiden Enden treffen sich nun nicht richtig in der Mitte, und wir möchten wissen warum.“ Eine Möglichkeit könnte ein bislang hypothetisches Elementarteilchen sein, das die Energiebilanz im jungen Universum verändert haben könnte, sogenannte Dunkle Strahlung, erläuterte das europäische „Hubble“-Informationszentrum in Garching bei München. (Nürnberger Nachrichten vom 4. Juni 2016)

Detaillierte Informationen zum Sternenhimmel im Juni 2022 finden Sie zum Beispiel hier.

 

Dienstag

Meere – das „blaue Herz“ der Erde

 

Diego kannte das Meer nicht. Sein Vater, Santiago Kovadloff, nahm ihn mit, es zu entdecken. Sie fuhren in den Süden.
Dort wartete es auf sie, das Meer, hinter den hohen Dünen. Als der Junge und sein Vater endlich jene Höhen aus Sand erklommen hatten, barst das Meer vor ihren Augen. Und so gewaltig war das Meer, und so prächtig, dass es dem Jungen die Sprache verschlug.
Und als er schließlich die Worte wiederfand, zitternd, stotternd, bat er seinen Vater: „Hilf mir sehen!“
(Aus: Eduardo Galeano, Das Buch der Umarmungen, Peter Hammer Verlag, Wuppertal 1991)

Unter Meer versteht man die miteinander verbundenen Gewässer der Erde, welche die Kontinente umgeben. Wird diese marine Wassermasse als ein Gewässer verstanden, spricht man vom Weltmeer. Die größten Meere bezeichnet man als „Ozeane“. Der Pazifische Ozean ist das größte, wasserreichste und tiefste der Weltmeere. Er nimmt ein Drittel der Erdoberfläche ein.

Ozeane sind die größten Ökosysteme der Erde, sie bedecken zwei Drittel der Oberfläche unserer Welt und stellen die Hälfte des Sauerstoffs in unserer Atmosphäre zur Verfügung. Man nimmt an, dass sie rund 80 Prozent allen Lebens auf dem Planeten beherbergen. Fast drei Milliarden Menschen sind von ihnen als primärer Nahrungsquelle abhängig. Das alles wäre nicht möglich ohne die Kräfte, die die Wassermassen in Bewegung halten. Alles Leben in den Ozeanen hängt von der kontinuierlichen Bewegung ab. Die Strömungen transportieren lebenswichtige Nährstoffe aus der Tiefsee an die Oberfläche, wo sie vor allem das Phytoplankton ernähren. Diese pflanzlichen Mikroorganismen nehmen wie die großen Landpflanzen enorme Mengen CO2 auf, produzieren Zucker und ganz nebenbei Sauerstoff. Damit verbessern sie nicht nur die Zusammensetzung der Atmosphäre, sondern stehen auch am Beginn jeder Nahrungskette in den Weltmeeren. Stoßen die großen Strömungen auf Land, laden sie dort ihre Nährstoffe ab. Die Küstenregionen unseres Planeten gehören zu den produktivsten Teilen der Meere. Außerdem werden die Ozeane von einer außerirdischen Kraft angetrieben – der Anziehungskraft des Mondes. Zweimal am Tag bewegen Ebbe und Flut die Wassermassen der Ozeane und schaffen so völlig neue Lebensräume in der Gezeitenzone. (Zur Sendung Ein perfekter Planet – Ozeane)

Im Takt von Wind und Gezeiten transportieren die globalen Meeresströme riesige Wassermassen und beeinflussen so das weltweite Klima und die Biologie des Wassers. Wie die Räder eines Uhrwerks sind große Wirbel eng mit den Meeresströmen verzahnt. Nahe der Wasseroberfläche drehen sich aber noch weitere unzählige kleine Wirbel. Diese kleinen Wirbel entstehen und zerfallen innerhalb weniger Stunden und sind an der Wasseroberfläche nur schwer zu erkennen. Vergleichbar mit den Zahnrädern eines Uhrwerks greifen sie ineinander und wirken sich auf das weltweite Klima aus. Mit dem Forschungsprojekt „Uhrwerk Ozean“ wollen Küstenforscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht herausfinden, welche Auswirkungen auch diese kleinen Meereswirbel auf das Klima haben.

Etwa 50 Prozent des Sauerstoffs, den wir atmen, wird im Meer gebildet. Jeder zweite Atemzug des Menschen stammt quasi dorther.

Die Rolle der Ozeane für das Klima – und damit auch für uns Menschen – ist kaum zu überschätzen. Wie der Weltklimarat IPCC vor zwei Jahren in einem Sonderbericht festhielt, haben die Weltmeere seit den 1980er Jahren zwischen 20 und 30 Prozent des Kohlendioxids aufgenommen, das wir durch das Verbrennen von Kohle, Öl und Gas verursachen. Ohne die Ozeane würde diese Menge an CO2 ebenfalls in die Atmosphäre gelangen und dort für noch mehr Aufheizung sorgen. Etwa 40.000 Gigatonnen sind im Meerwasser bereits gelöst, fast 50-mal mehr als die 850 Gigatonnen (eine Gigatonne entspricht einer Milliarde Tonnen) in der Atmosphäre und 20-mal mehr, als die 2000 Gigatonnen, die an Land in Böden und Vegetation gespeichert sind. Auch die zusätzliche Wärmeenergie im Klimasystem wird von den Ozeanen zu über 90 Prozent geschluckt.

Tangwälder, Seegraswiesen, die sich auf Flächen von über 5000 Quadratkilometern ausdehnen, Algenwiesen, Mangroven: Die von Pflanzen dominierten Meeresregionen bilden die reichhaltigsten aller Lebensräume.

8. Juni: Welttag der Ozeane

 

Mittwoch

Galapagosinseln – Paradies der Tiere, „Arche Noah“ im Pazifik

 

Die Galapagosinseln, ein isoliert im östlichen Pazifik gelegenes Archipel, befinden sich am Äquator ca. 1000 Kilometer westlich der ecuadorianischen Küste in Südamerika und gehören zu Ecuador. Das Wort Galápago (spanisch u.a. für „Wulstsattel“) bezieht sich auf den Schildkrötenpanzer, der bei einigen Unterarten der Galápagos-Riesenschildkröte im Nackenbereich wie ein Sattel aufgewölbt ist. Aufgrund ihrer Entfernung von anderen Landmassen herrscht auf den Galapagosinseln und um die Inseln herum großer Artenreichtum. Die meisten von ihnen kommen dort endemisch vor, das heißt nirgendwo anders auf der Erde – die Galápagos-Inseln beherbergen weltweit die größte Zahl an endemischen Arten. Die Galápagos-Pinguine werden nur bis zu 53 Zentimeter groß und gehören zu den kleinsten ihrer Art. Zudem sind sie die einzige Pinguinart, die am Äquator bzw. auf der nördlichen Hemisphäre brütet. Auch die aus der Familie der Kormorane stammenden Galapagosscharben sind besondere Tiere: Die Vogelart hat die Fähigkeit zum Fliegen verloren, sich dafür aber auf das Tauchen spezialisiert. Schildkröten, so groß wie nirgendwo anders, kriechen umher, Drachentiere aus der Urzeit lehren das Fürchten. Die Zeit scheint auf Galapagos stehen geblieben zu sein und doch lassen sich hier bestens und auf kleinstem Raum die gesamte Dramatik von Entstehung, Blütezeit und Untergang einer Welt in Miniaturformat studieren. Ein Besuch der Inseln im Jahr 1835 inspirierte den britischen Wissenschaftler Charles Darwin zu seiner Evolutionstheorie.

Ecuador erklärte 1959 mehr als 97 Prozent der Inselfläche zum Nationalpark, seit 1998 stehen die Galapagosinseln auf der Unesco-Liste des Weltnaturerbes.

 

Donnerstag

Emiliania huxleyi – eine Mikroalge mit wahrhaft globaler Bedeutung

 

Emiliania huxleyi ist eine einzellige Kalkalge und schwebt in den lichtdurchfluteten Schichten aller Weltmeere. Sie kommt von den Polargebieten bis zum Äquator vor und ist eine Schlüsselspezies im Ökosystem Ozean. Umgeben ist sie von 30 winzigen Kalkplatten. Jede hat nur einen Durchmesser von 0,003 Millimetern. Die Kalkplatten sorgen dafür, dass eine Algenblüte auch aus dem Weltraum als milchig-türkise Verfärbung gesehen werden kann. Algenblüten von Emiliania huxleyi können enorme Ausmaße erreichen, angeblich bis zu 100.000 Quadratkilometer. Die Kalkplatten der Abermillionen Einzeller wirken dann wie ein riesiger Spiegel, der das Sonnenlicht zurück in den Weltraum wirft – ein Beitrag zur Kühlung der Erde. Die Alge ist als Primärproduzent nicht nur ein wichtiger Bestandteil des marinen Nahrungsnetzes, sondern sie spielt auch eine bedeutende Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Für die Bildung der Kalkschale verwendet Emiliania Kohlenstoff, den sie aus dem Wasser aufnimmt. Die Kalkbildung kann aber auch zur Abgabe von Kohlendioxid an die Atmosphäre führen. Über komplexe Prozesse beeinflusst die Kalkalge maßgeblich die CO2-Aufnahmekapazität der Ozeane und damit unser Klima. Sterben Kalkalgen ab, nehmen sie den Kohlenstoff mit in die Tiefe. Der Kalk reichert sich seit Jahrmillionen am Meeresboden an: Die weißen Klippen von Dover in England oder die Kreidefelsen auf Rügen sind Folge solcher Ablagerungen.

 

Freitag

Wasserspinne

 

Die Wasserspinne oder auch Silberspinne ist die einzige Spinnenart, die nicht an Land, sondern ausschließlich unter Wasser lebt. Ihr Verbreitungsgebiet erstreckt sich von den Britischen Inseln im Westen bis nach Japan im Osten.

Eine Wasserspinne baut sich gewöhnlich in der Uferzone eines Gewässers eine Art Taucherglocke, indem sie zwischen den Hinterbeinen Luftblasen nach unten transportiert, die dann von ihrem feinen Härchen-Gespinst am Körper unter Wasser gehalten werden. Wasserspinnen haben ein höchst ausgeklügeltes Luftversorgungs-System. Durch Messungen der Stoffwechselrate der Tiere und des Sauerstoffgehalts sowohl im Wasser als auch in der Luftblase stellten Forscher fest, dass der Unterschied des sogenannten Sauerstoffpartialdrucks zwischen innen und außen sehr groß ist. Außen ist dieser Druck, der Anteil des Gasdrucks, der durch den im Luftgemisch enthaltenen Sauerstoff erzeugt wird, sehr hoch, im Inneren sehr niedrig. Dadurch kann der Sauerstoff verhältnismäßig leicht aus dem Wasser ins Innere gelangen.

Dabei müssen die Wasserspinnen, wie sich jetzt herausgestellt hat, deutlich seltener aus ihrer Unterwasserbehausung an die Oberfläche auftauchen als gedacht. Bisher galt die Annahme, dass sie etwa zwei bis dreimal in der Stunde Luft nachtanken. Tatsächlich können es die Tiere aber mehr als einen Tag in der von ihnen gebauten Luftglocke aushalten. Selbst unter schlechtesten Bedingungen, in stehendem, warmem Wasser, kommen die Spinnen mit dem Sauerstoff zurecht. Der Gasaustausch des Luftdepots mit dem umgebenden Wasser reicht aus, um den Bedarf einer ruhenden Spinne zu decken, berichteten Stefan Hetz von der Humboldt-Universität zu Berlin und sein Kollege Roger S. Seymour von der University of Adelaide im Jahr 2011 im „Journal of Experimental Biology“. Der limitierende Faktor, warum die Spinnen doch ab und an Frischluft von der Oberfläche des Gewässers holen müssen, ist nicht der Sauerstoff, sondern der Stickstoff. Dieser bewegt sich im Gegensatz zum Sauerstoff aus der Blase ins Wasser, so dass diese mit der Zeit schrumpft. Wird sie zu klein, ist die Blasenoberfläche nicht mehr groß genug für einen ausreichenden Sauerstoffaustausch, und die Spinne muss nachtanken.

Wasserspinnen bevorzugen saubere Seen oder langsam fließende Gewässer. Da die Wasserqualität vielerorts durch Gülle und Pestizide aus der Landwirtschaft beeinträchtigt ist, ist der Bestand stark rückläufig. Sie steht auf der Roten Liste der gefährdeten Arten in der Kategorie „stark gefährdet“.

 

Samstag

Quastenflosser – lebendes Fossil

 

1938 hat der Zufall der Wissenschaft einen bedeutenden Fund in die Hand gespielt: An der Mündung des Chalumna River vor East London an der Ostküste Südafrikas war ein nie zuvor gesehener Fisch ins Netz eines Trawlers gegangen. Die Entdeckung eines lebenden Quastenflossers war eine der größten Sensationen der Zoologie. Quastenflosser kannte man bis dahin nur als Fossilien und nahm an, dass sie vor über 350 Millionen Jahren im Devon entstanden waren und gegen Ende der Kreidezeit ausstarben.

Am 17. Januar 1987 gelang es einer deutschen Forschergruppe des Max-Planck-Instituts für Verhaltensphysiologie erstmals, vor den Komoren in 198 Metern Tauchtiefe den ersten Quastenflosser in seinem natürlichen Lebensraum zu beobachten. Damals entstanden auch die ersten Fotos und Filmaufnahmen von lebenden Quastenflossern. Die Bilder gingen um die Welt.

Im Stammbaum der Tiere bildeten die urzeitlichen Quastenflosser wahrscheinlich die Ausgangsform aller Vierbeiner, also der ersten Wirbeltiere, die an Land gingen und von denen letztlich auch wir Menschen abstammen. Der Quastenflosser steht also genau an der Schnittstelle der Evolution zwischen Fischen und Landwirbeltieren. Er repräsentiert den direkten Vorfahren von Amphibien, Reptilien, Vögeln und auch der Säugetiere.

Ein weiteres „lebendes Fossil“, der vor 150 Jahren entdeckte Australische Lungenfisch, ist näher mit den Landwirbeltieren verwandt ist als der Quastenflosser, wie die Analyse seines Erbguts ergab. Lungenfische sind somit die nächsten lebenden Fischverwandten des Menschen. Sie können sowohl über ihre Kiemen als auch über ihre Lungen atmen. Die Analyse seiner mehr als 43 Millionen DNA-Bausteine ermöglichte Einblicke in die genetischen und entwicklungsbiologischen evolutionären Fortschritte, die Fischen vor rund 400 Millionen Jahren die Besiedlung des Landes möglich machten.

 

Sonntag

Begeisterung

 

„Für nichts lassen sich Menschen, auch schon als kleine Kinder, mehr begeistern als für das, was wir Glück nennen. Glücklich sind Menschen immer dann, wenn sie Gelegenheit bekommen, ihre beiden Grundbedürfnisse nach Verbundenheit und Nähe einerseits und nach Wachstum, Autonomie und Freiheit andererseits stillen zu können. Wenn sie also in der Gemeinschaft mit anderen über sich hinauswachsen können. Wer das erleben darf, ist glücklich.“ (Gerald Hüther)


RSS