WISSEN DER ZUKUNFT - Magazin Wissen TOPPX

Bild: Dieses mit Opportunitys Panoramakamera (Pancam) aufgenommene Farbbild
zeigt 'Homestake', eine mit den wissenschaftlichen Instrumenten des
Rovers im Detail untersuchte Gipsader. Homestake ist etwa 1 - 1,5 cm
breit und 50 cm lang

Der NASA Mars-Rover Opportunity hat Ende 2011 am Rande des Meteoriten-Einschlagskraters Endeavour Gipsadern entdeckt. Gips wird in Wasser mit einer Temperatur unterhalb von 60°C abgeschieden. Der Fund belegt damit zumindest vorübergehend lebensfreundliche Bedingungen auf dem Mars. Das Gestein des Kraterrandes ist Suevit sehr ähnlich, eine für Einschlagskrater typische Gesteinsart. Die Ergebnisse der von Steve Squyres an der Cornell Universität in Ithaca, New York geleiteten Studie werden am 4. Mai 2012 vom Wissenschaftsjournal Science veröffentlicht. An dieser Studie ist der Geowissenschaftler Dr. Christian Schröder von der Universität Tübingen beteiligt

Christian Schröder erforscht am Zentrum für Angewandte Geowissenschaften die Biogeochemie von Eisenmineralen. Seit dem Start der NASA Mars Exploration Rover im Jahr 2003 ist er als Mitglied des Wissenschaftlerteams u.a. für den Einsatz des Röntgenfluoreszenz-Spektrometers des Rovers, dem APXS (Alpha-Particle X-ray Spectrometer) zuständig. Es wurde am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelt und wird nun unter der Leitung von Ralf Gellert an der Unversität Guelph in Kanada weiter betrieben. Das APXS dient der Elementaranalyse und ermöglichte die entscheidenden Messungen zur Identifizierung der Gipsadern und Charakterisierung des Gesteins.

Opportunity ist seit nunmehr acht Jahren auf der Oberfläche des Mars unterwegs und hat dabei mehr als 33 km zurückgelegt. Endeavour hat einen Durchmesser von 22 Kilometern und ermöglicht den Zugang zu Gestein aus einer geologisch älteren Periode als der schwefelreiche Sandstein, der eine große Fläche um die Landestelle Opportunitys bedeckt. Der Krater war daher ein Fernziel des Rovers. Während der Fahrt zu Endeavour galt Schröders Interesse insbesondere den verstreut am Wegesrand liegenden losen Gesteinsbrocken. Einige dieser Gesteinsbrocken entpuppten sich als Meteorite, andere stammen von entfernten Einschlagskratern, jedoch nicht von Endeavour, wie die APXS-Analysen zeigen.

Gips mit der chemischen Formel CaSO4∙2H2O bildet sich nur im Beisein von Wasser. Es grenzt die Temperatur des Wassers auf maximal 60°C ein. Bei höherer Temperatur hätten sich andere Mine-rale wie z.B. Anhydrit, CaSO4, gebildet. Damit gab es am Rande des Endeavour-Kraters zumindest vorübergehend lebensfreundliche Bedingungen. Das Wasser zirkulierte durch Risse und Spalten im Gestein des Kraterrandes, nachdem dieser entstanden war. Die gleiche Quelle schwefelreichen Wassers hat wahrscheinlich auch zur Ablagerung des schwefelreichen Sandsteins an Opportunitys Landestelle beigetragen.

Endeavour ist sowohl von seiner Größe, als auch von der Gesteinszusammensetzung des Krater-randes dem Nördlinger Ries vergleichbar. Das Nördlinger Ries ist ein weltweit bekanntes Beispiel für einen Meteoriteneinschlagskrater auf der Erde. Suevit, ein sogenannter Impaktit, ist ein typisches Gestein am Rande eines Einschlagskraters. Es setzt sich zusammen aus zermahlenem Grundgestein, eingeschlossen Gesteinsbruchstücken, durch den Einschlag aufgeschmolzenes und zu Glas erstarrtes Material sowie durch Minerale, die nur bei extrem hohen Drucken und Tempera-turen entstehen. Suevit leitet sich vom lateinischen Suevia - Schwaben - ab und wurde am Nörd-linger Ries zum ersten Mal beschrieben. Das Nördlinger Ries entstand vor fast 15 Millionen Jahren durch den Einschlag eines etwa einen Kilometer durchmessenden Asteroiden. Endeavour entstand auf ähnliche Weise vor mehr als 3,7 Milliarden Jahren. (Quelle: idw, Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU)

Sie ist die letzte große Lücke im Gebäude der Physik: eine Theorie, die Quantenphysik mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vereint. Claus Kiefer von der Universität Köln zeigt in der April-Ausgabe von Spektrum der Wisenschaft, wie Forscher das Problem lösen wollen, die Mikrowelt mit der Schwerkraft zu verschmelzen.

Im Januar 1957 trafen sich Forscher an der University of North Carolina in Chapel Hill zu einer aufregenden Konferenz. Fast alle bedeutenden Gravitationsphysiker jener Zeit hatten sich versammelt. Die eine Hälfte der Tagung befasste sich mit Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, der modernen Theorie der Gravitation, die darin als Geometrie von Raum und Zeit gedeutet wird. Sie beschreibt das Große und Ganze: von unserer direkten Umgebung über Sonnensystem, Sterne und Galaxien bis hin zum Universum.

Die zweite Hälfte der Tagung befasste sich mit Verallgemeinerungen von Einsteins Theoriegebäude unter Einbezug der Quantentheorie. Eine solche erweiterte Theorie nennen Fachleute Quantengravitation. Sie vereinigt Mikro- und Makrokosmos, da die Quantentheorie hauptsächlich für die Beschreibung von Molekülen, Atomen und Elementarteilchen zuständig ist. Wie der Kölner Physikprofessor Claus Kiefer in der April-Ausgabe von Spektrum der Wissenschaft berichtet, konnte bisher trotz jahrzehntelanger Bemühungen noch keine allgemein anerkannte Theorie der Quantengravitation entwickelt worden. Allerdings existiert dafür eine Reihe mehr oder weniger aussichtsreicher Kandidaten. weiter…

In der eisigen Kruste des Jupitermonds Europa befinden sich in Hohlräumen große Ansammlungen flüssigen Salzwassers. Diese Oasen in der Eiswüste sind auch für die Suche nach möglichem Leben auf dieser fernen Welt von großer Bedeutung, wie die Zeitschrift Sterne und Weltraum in ihrer aktuellen Ausgabe berichtet.

Der Jupitermond Europa gilt aus geologischer und biologischer Sicht nach der Erde als einer der interessantesten Himmelskörper in unserem Sonnensystem. Er besteht wie der Erdmond überwiegend aus Gesteinen und metallischem Eisen, ist aber von einer rund 100 Kilometer dicken Schicht aus Wasser umgeben. Dieses bildet eine 30 Kilometer dicke Eiskruste. Darunter befindet sich ein bis zu 70 Kilometer tiefer Ozean aus flüssigem Wasser. Reibung durch Gezeiteneffekte sorgt im Inneren des Jupitermonds für genügend Wärme, die verhindert, dass die Wasserschicht bis zum Grund gefriert.

Die gleißend helle Eisoberfläche von Europa ist auffallend eben und zeigt kaum größere Einschlagkrater. Sie ist offenbar sehr jung. Die Planetenforscher um Britney Schmidt vom Geophysikalischen Institut an der University of Texas in Austin geben in ihrem kürzlich im Wissenschaftsjournal Nature erschienenen Artikel ein Alter von 30 bis 70 Millionen Jahren an. Dies ist im Vergleich zum Gesamtalter von Europa von 4,5 Milliarden Jahren ein äußerst geringer Wert. Offenbar wird die Eisoberfläche durch geologische Vorgänge stetig erneuert.

Das Forscherteam um Schmidt erkannte als Ursache für die auf Europa weit verbreiteten „chaotischen Terrains” einen der Vorgänge, die zur Verjüngung der Mondoberfläche beitragen. Ihr Anblick erinnerte die Wissenschaftler stark an irdische Packeisregionen und polare Gletscherströme. Die chaotischen Terrains bestehen aus einer Aufwölbung in der Eiskruste, in der große Eisblöcke in einem breiigen See aus feinen Eisbruchstücken schwimmen.

Für die Entstehung der chaotischen Terrains gehen die Wissenschaftler von einem Szenario aus, bei dem Effekte eine Rolle spielen, die sich beim Einsatz von Streusalz auf den Straßen leicht beobachten lassen. Schon eine mäßige Erwärmung der salzhaltigen Eiskruste reicht aus, um dort eine Linse aus flüssigem Salzwasser entstehen zu lassen. Wasser zieht sich aber beim Aufschmelzen zusammen, so dass durch den Volumenverlust oberhalb der Wasserlinse die Oberfläche absinkt und dabei auch in einzelne Blöcke zerbricht. In der Folge bildet sich ein solches chaotisches Terrain.

Manche dieser Salzwasserlinsen befinden sich möglicherweise nur etwa drei Kilometer unterhalb der Eisoberfläche Europas. Somit bestünde die Möglichkeit, diese eines Tages mit einer fortschrittlichen Raumsonde mit Eisbohrtechnik erreichen zu können. Dann könnte eine Messapparatur in einen dieser Salzseen eindringen, um dort nach Spuren eventuellen Lebens zu suchen. Insbesondere der Nachweis von komplexen organischen Molekülen wäre für die Astrobiologen von herausragendem Interesse, sie sind Grundvoraussetzung für Leben, wie wir es kennen. (Quelle: Sterne und Weltraum, Februar 2012)

Die Theologie reklamiert für sich rationales Denken und Wissenschaftlichkeit - trotz ihrer Bindung an die Religion. Dabei geht es ihr vor allem darum, innere Widersprüche zu beseitigen, aber auch um die Auseinandersetzung und Abstimmung mit anderen Disziplinen. Doch ist hier ein Konsens überhaupt möglich? weiter…

Raben sind sehr verspielt und lernen äußerst schnell. “Die Erforschung von Geistestätigkeiten von Tieren erweist sich als schwierig, es gibt aber starke Hinweise darauf, dass Raben logisch handeln und ein langes Erinnerungsvermögen besitzen”, erklärt Thomas Bugnyar, Professor am Department für Kognitionsbiologie der Universität Wien. So zeigten ForscherInnen kürzlich, dass Raben und Buschblauhäher – ähnlich wie Schimpansen – Aufgaben lösen, die das Einschätzen der Perspektive bzw. des Wissenstandes anderer erfordert.

Unterschied zu Primaten

Bei Gesten wie dem Deuten auf Gegenstände und deren in die Höhe halten werden Unterschiede erkennbar: Derartige referenzielle Gesten sind bei Primaten nahezu nicht zu finden; selbst unsere nächsten Verwandten wie Schimpansen gebrauchen ihr relativ großes Gestikrepertoire kaum, um die Aufmerksamkeit anderer auf Dinge in der unmittelbaren Umgebung zu lenken. Hingegen benutzen frei lebende Raben genau jene Art von Gesten, die so menschlich und insbesondere bei Kleinkindern zu beobachten sind.

“Die Vögel nehmen Objekte aus ihrer unmittelbaren Umgebung, etwa einen Stein, ein Hölzchen oder einen Fichtenzapfen in den Schnabel, bauen sich damit vor Artgenossen auf und halten ihnen den Gegenstand vor den Schnabel”, sagt Thomas Bugnyar. Gemeinsam mit Simone Pika vom Max-Planck-Institut für Ornithologie, Seewiesen, publiziert er zum Verhalten der Raben in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift “Nature Communications”.

Aufmerksamkeit erregen

Warum tun sie das? “Vielleicht, weil sie die anderen auf ein bestimmtes Objekt oder seine Qualität hinweisen möchten. Das ist allerdings unwahrscheinlich, da die angebotenen Dinge sich kaum vom Rest der Umgebung unterscheiden. Zudem sieht man das Verhalten nicht nur von älteren Raben, die eventuell ein Nest bauen könnten, sondern auch von jungen Raben und vor allem im Sommer, außerhalb der Brutzeit. Was das Herzeigen von Objekten jedoch meist bewirkt, sind nette Interaktionen. Es scheint daher darum zu gehen, die Aufmerksamkeit von bestimmten Artgenossen zu ergattern bzw. mit ihnen in Kontakt zu kommen”, so Bugnyar.

Tatsächlich interessieren sich die Adressaten meist für die angebotenen Dinge – aber nur so lange, bis sie sie selbst haben können. Das ist bei Kindern oft auch nicht anders. “Herzeigen von Dingen könnte somit bei Raben und Kindern eine ähnliche Funktion haben. Allerdings beschränken sich die Vögel hierbei auf spielerische Interaktionen mit meist Gleichaltrigen”, erläutert der Kognitionsbiologie.

Publikation
The use of referential gestures in ravens (Corvus corax) in the wild. Thomas Bugnyar/Simone Pika. In: Nature Communications. DOI: 10.1038/ncomms1567. Volltext: http://www.nature.com/ncomms/journal/v2/n11/full/ncomms1567.html (Quelle: Idw, Foto: Raben (in Volieren), die ein Spielzeugauto herzeigen bzw. dieses Objekt vom anderen haben wollen. (c) Thomas Bugnyar )

Video: Paralleluniversen

Viele Kosmologen fasziniert die Idee, es gebe unzählige Paralleluniversen mit jeweils eigenen Naturgesetzen.

Seit einigen Jahren debattieren Theoretiker über eine kühne These: Außer dem Universum, das wir wahrnehmen, sollen noch ungezählte weitere Universen existieren. Es gäbe demnach nicht nur einen Kosmos, sondern ein Multiversum. Der amerikanische Physiker Brian Greene bezeichnet diese Vorstellung als “super-kopernikanische Revolution”, da ihr zufolge nicht nur unser Planet einer unter vielen ist, sondern sogar unser gesamtes Universum in kosmischem Maßstab nur eine unbedeutende Spielart möglicher Welten darstellt.

Theoretiker wie Greene oder der russisch-amerikanische Physiker Alexander Vilenkin postulieren völlig unterschiedliche Universen mit einer jeweils anderen Physik, mit einer eigenen Geschichte oder gar mit unterschiedlich vielen Raumdimensionen. Die meisten dieser hypothetischen Welten sind lebensfeindlich, doch einige wimmeln von Organismen. Vilenkin entwirft das dramatische Bild einer unendlichen Menge von Universen, in der unendlich viele Personen Ihren Namen tragen und gerade diese Zeilen lesen.

Wie kommen Kosmologen neuerdings allen Ernstes auf eine Idee, die zunächst wie pure Sciencefiction anmutet? weiter…