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Neunter Vortrag der Erich-Regener-Vortragsreihe: Die frühe Erdatmosphäre

18.04.2000 - (idw) Max-Planck-Institut für Aeronomie

Zum neunten "Erich-Regener-Vortrag" lädt das Max-Planck-Institut für Aeronomie (MPAE) in Katlenburg-Lindau alle interessierten Hörer in seine Räume ein (Ortsteil Lindau, Max-Planck-Straße 2). Am Donnerstag, dem 27. April 2000, um 19.00 Uhr, wird Herr Dr. Mario Trieloff einen ca. einstündigen Vortrag über das Thema "Entstehung und Entwicklung der frühen Erdatmosphäre" halten. Herr Dr. Trieloff hat in Heidelberg Physik und Astronomie studiert und viele Jahre am Max-Planck-Institut für Kernphysik geforscht. 1998 hat er sich für das Fach Geochemie habilitiert. Zur Zeit arbeitet er als Heisenberg-Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft am Mineralogischen Institut der Universität Heidelberg an geo- und kosmochemischen Themen.

Die Erde ist der einzige Ort im Sonnensystem, auf dem wir ohne Hilfsmittel leben können. Erst allmählich ist den Wissenschaftlern klar geworden, daß die Umweltbedingungen, die unser Leben ermöglichen (ein relativ enger Temperaturbereich und eine sauerstoffhaltige Atmosphäre), das Ergebnis eines langen Entwicklungsprozesses sind, der auf vielfältige Weise mit der Entstehung des Planetensystems verknüpft ist. Bereits im solaren Urnebel wurden flüchtige Elemente in bestimmten Mineralen eingeschlossen oder durch eine Teilchenstrahlung der frühen Sonne implantiert. Nach der Akkretion zu größeren Planetesimalen und schließlich zur Protoerde bildeten diese Komponenten den Vorläufer unserer heutigen Atmosphäre durch Entgasung heißer magmatischer Schmelzen und durch vulkanische Gasausbrüche. Hauptbestandteile waren Wasserdampf, Kohlendioxid, Stickstoff und in geringeren Mengen Ammoniak, Methan und Schwefelwasserstoff. Nur eine geringe Menge an Sauerstoff entstand durch Photodissoziation von Wasserdampf. Durch Abkühlung der Gase kondensierte das Wasser, dieses löste das Kohlendioxid und sorgte in weiteren Schritten für die Bildung unlöslicher Karbonate. Weiteres Kohlendioxid wurde aus der Atmosphäre entfernt, als anaerobe Bakterien vor mehr als 3 Milliarden Jahren die Fähigkeit zur Photosynthese entwickelten, Kohlendioxid und Wasser verarbeiteten und Sauerstoff freisetzten.

Das Interesse der MPAE-Öffentlichkeitsarbeit an dem Vortragsthema wurde durch die instrumentelle MPAE-Beteiligung an der 1997 gestarteten Mission Cassini/Huygens zum Saturn und seinen Monden geweckt. Die Raumsonde Huygens soll im Jahr 2004 am Fallschirm durch die Atmosphäre des Saturnmondes Titan auf dessen -180°C kalte Oberfläche herabsinken. Der undurchsichtigen orangegelben Titanatmosphäre wird eine gewisse Ähnlichkeit mit der frühen Erdatmosphäre nachgesagt: sie enthält in Oberflächennähe ca. 82 Volumen-% Stickstoff, 11% Argon, 6% Methan und 0,2% Wasserstoff, dazu kommt eine große Anzahl einfacher, in Spuren vorhandener organischer Verbindungen.

Erich Regener (1881 - 1955), dessen Namen die Vortragsreihe trägt, war Physikprofessor an der Landwirtschaftlichen Hochschule Berlin und an der Technischen Hochschule Stuttgart. Seit 1938 leitete er in Friedrichshafen am Bodensee die "Forschungsstelle für Physik der Stratosphäre in der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft". Aus der Forschungsstelle entstand 1952 in Weissenau bei Ravensburg ein Max-Planck-Institut, das nach Regeners Tod nach Südniedersachsen verlagert wurde und eine der beiden Wurzeln des heutigen MPAE bildet. Regeners Interessen galten insbesondere der Kosmischen Strahlung und dem Ozon der Stratosphäre. Seit 1942 entwickelte er zur Erforschung der hohen Atmosphäre erstmals eine wissenschaftliche Nutzlast für eine Rakete, die zwar noch in Peenemünde in die Spitze einer A4-(V2-)Rakete eingebaut, in den Wirren des endenden Krieges aber nicht mehr gestartet wurde.

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