Eigentlich ist Stickstoff ein unverzichtbares Element für alle Lebewesen. Über Jahrmilliarden waren biologisch nutzbare Formen des Stickstoffs heiß begehrt und rar. Doch seit rund hundert Jahren hat sich die Lage auf der Erde drastisch verändert. Seitdem verschmutzt und überdüngt die Menschheit den Planeten mit Stickstoff-Verbindungen wie Nitrat, Stickoxiden, Ammoniak und Lachgas und verändert damit fundamental die Bedingungen im Spiel des Lebens – eine problematische Premiere in der Erdgeschichte.
In dieser Episode von AstroGeo taucht die Wissenschaftsjournalistin und Geoökologin Anne Preger in die Geschichte um den Stickstoff ein. Sie erzählt, welche Folgen die globale Überdosis an Stickstoffverbindungen für die menschliche Gesundheit, die Artenvielfalt, die Luftqualität und das Klima mit sich bringt und wie sich Stickstoff zielgerichteter einsetzen ließe. Zu alledem hat Anne Preger ein Sachbuch recherchiert und geschrieben.
Die Vereisung fing an den Polen an. Eisschollen ballten sich zu Packeis und überspannten bald den arktischen und antarktischen Ozean. Auch Kontinente in der Nähe der Pole wurden von Eis überzogen, während von den großen Gebirgen hinab Gletscher immer tiefer in die Täler vordrangen. Es war der Beginn einer Eiszeit, die eigentlich zur Erde dazugehören: Alle paar Jahrtausende gab es in jüngerer geologischer Vergangenheit solche Phasen. Unsere Vorfahren erlebten und überlebten vor 23.000 Jahren den Höhepunkt der letzten Eiszeit. Aber diese war ganz anders.
Karl erzählt die Geschichte einer der extremsten Phasen der Erdgeschichte: Vor 650 Millionen Jahren froren nicht nur Teile der Kontinente zu, sondern die Erde gefror komplett. Alle Landmassen und Ozeane waren zwischen den Polen und dem Äquator von Eis bedeckt. Der Blaue Planet war weiß geworden. Diese Phase dauerte in zwei Episoden unvorstellbare 67 Millionen Jahre an. Die Theorie hielten die meisten Geologinnen und Geologen zuerst für so extrem, dass es fast 40 Jahre dauerte, bis die Fachwelt die Idee von Schneeball Erde akzeptierte. Denn es fand sich mitterlweile eine Erklärung, wie die zum Schneeball gefrorene Erde auftauen konnte.
Geologinnen und Geologen schauen sich gerne Steine an, und das nicht nur, wenn sie glitzern und funkeln. Denn Steine verraten etwas über das Erdinnere, in dem viele von ihnen entstanden sind. Die geologische Sammelwut im Namen der Forschung hat aber ihre Grenze: Die meisten Steine, die wir finden, stammen aus der Erdkruste, der vergleichsweise dünnen äußersten Schicht des Planeten. Nur sehr selten sind Gesteine aus tieferen Schichten. Wer bis in den Erdkern blicken möchte, muss dagegen lernen, die Signale der Erdbebenwellen zu verstehen.
In dieser Episode erzählt Karl die Geschichte eines Menschen, dem es erstmalig gelang, bis hinab in den inneren Kern der Erde zu blicken. Es ist die Geschichte der dänischen Mathematikerin, Geodätin und Seismologin Inge Lehmann. Fast gleich alt wie die Physiker Albert Einstein oder Niels Bohr, forschte sie in und trotz einer wissenschaftlichen Welt, in der Frauen keine Rolle spielen durften.
Der Mars und die Erde sind keine Zwillinge. Während es dort nur trockene Wüsten und eine ungewöhnliche dünne Atmosphäre gibt, ist die Erde bewohnbar. Umso erstaunlicher war der Fund von Methangas in der Atmosphäre des Mars, der gerade zehn Jahre alt ist. Immerhin entweicht Methan auf der Erde neben Vulkanen auch vielen Mikroorganismen, Tieren und sogar Pflanzen. Wo genau das Marsmethan herstammt, ist bislang noch umstritten. Ein neuer Fund hat die Diskussion allerdings gerade weiter angeheizt: Der NASA-Rover Curiosity beobachtete einen rasanten Anstieg des Gases.
Ich habe deshalb das Thema mit einem Forscher diskutiert, der sich damit auskennt: Frank Keppler ist frisch berufener Heisenberg-Professor am Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg. Er hat vor einigen Jahren die Methanemissionen von Pflanzen entdeckt und damit weltweit für Aufregung gesorgt. Er forscht auch zu Methanquellen auf dem Mars. Und er ist sehr vorsichtig, wenn es darum geht, über Leben auf dem Roten Planeten zu spekulieren.
Vier Monate umkreist Rosetta nun Tschurjumow-Gerasimenko. Die erste Kometenlandung ist Geschichte, der Lander Philae eingeschlafen. Die Muttersonde kreist aber weiter – und wird das wohl noch über ein Jahr lang tun. Nun gibt es erste handfeste Ergebnisse von ihr: Das Massenspektrometer ROSINA an Bord von Rosetta hat so etwas wie den Fingerabdruck des Wassers gemessen. Das Resultat scheint überraschend: Das Wasser der Erde kam kaum von einem Kometen wie Tschuri, vermutlich spielten Kometen als Wasserlieferanten überhaupt keine Rolle.
Um die neuen Daten zu verstehen, habe ich mit Kathrin Altwegg gesprochen. Sie ist Professorin in der Abteilung für Weltraumforschung und Planetologie der Universität Bern. Und sie ist verantwortlich für ROSINA: Das Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis. Es besteht aus zwei Massenspektrometern und einem Gasdrucksensor.
