Carl Sagan entdeckte vor 30 Jahren Leben auf der Erde – deshalb ist sein Experiment auch heute noch wichtig

Es ist 30 Jahre her, dass eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Carl Sagan gefunden Beweis für das Leben auf der Erde mithilfe von Daten von Instrumenten an Bord der NASA Galileo Roboter-Raumschiff. Ja, das hast du richtig gelesen. Unter seinen vielen Perlen der Weisheit war Sagan berühmt für seine Aussage, dass Wissenschaft mehr als nur ein Wissensbestand sei – sie sei eine Denkweise.

Mit anderen Worten: Die Art und Weise, wie Menschen bei der Entdeckung neuen Wissens vorgehen, ist mindestens genauso wichtig wie das Wissen selbst. In diesem Sinne war die Studie ein Beispiel für ein „Kontrollexperiment“ – ein entscheidender Teil der wissenschaftlichen Methode. Dabei kann es sich um die Frage handeln, ob eine bestimmte Studie oder Analysemethode in der Lage ist, Beweise für etwas zu finden, das wir bereits wissen.

Angenommen, man würde in einem außerirdischen Raumschiff mit denselben Instrumenten an Bord wie Galileo an der Erde vorbeifliegen. Wenn wir nichts anderes über die Erde wüssten, wären wir dann in der Lage, Leben hier eindeutig zu entdecken, und zwar nur mit diesen Instrumenten (die nicht darauf optimiert wären, es zu finden)? Wenn nicht, was würde das über unsere Fähigkeit aussagen, Leben anderswo zu entdecken?

Galileo startete im Oktober 1989 zu einem sechsjährigen Flug zum Jupiter. Allerdings musste Galileo zunächst mehrere Umlaufbahnen um das innere Sonnensystem machen und dabei nahe an Erde und Venus vorbeifliegen, um genügend Geschwindigkeit zu erreichen, um Jupiter zu erreichen.

Mitte der 2000er Jahre nahmen Wissenschaftler Schmutzproben aus der marsähnlichen Umgebung der chilenischen Atacama-Wüste auf der Erde bekannt zu enthalten mikrobielles Leben. Anschließend verwendeten sie ähnliche Experimente wie die der NASA-Raumsonde Viking (deren Ziel es war, Leben auf dem Mars zu entdecken, als sie dort landeten). 1970er-Jahre), um zu sehen, ob in Atacama Leben gefunden werden könnte.

Sie scheiterten – die Schlussfolgerung lautete, dass die Viking-Raumsonde, wenn sie auf der Erde in der Atacama-Wüste gelandet wäre und dieselben Experimente wie auf dem Mars durchgeführt hätte, dies durchaus getan hätte vermisst Unterschriften auf Lebenszeit, obwohl bekannt ist, dass sie vorhanden sind.

Galileo-Ergebnisse

Galileo war mit einer Vielzahl von Instrumenten ausgestattet, um die Atmosphäre und die Weltraumumgebung des Jupiter und seiner Monde zu untersuchen. Dazu gehörten Bildkameras, Spektrometer (die Licht nach Wellenlänge aufschlüsseln) und ein Radioexperiment.

Wichtig ist, dass die Autoren der Studie keine Merkmale des Lebens auf der Erde vermuteten ab initio (von Anfang an), sondern versuchten, ihre Schlussfolgerungen allein aus den Daten abzuleiten. Das Instrument des Nahinfrarot-Kartierungsspektrometers (NIMS) erfasste gasförmiges Wasser, das in der gesamten Erdatmosphäre verteilt ist, Eis an den Polen und große Flächen flüssigen Wassers „von ozeanischen Ausmaßen“. Es wurden auch Temperaturen zwischen -30 °C und +18 °C gemessen.

Beweise fürs Leben? Noch nicht. Die Studie kam zu dem Schluss, dass die Erkennung von flüssigem Wasser und einem Wasserwettersystem ein Problem darstellte notwendig, aber nicht ausreichend Argument.

NIMS stellte außerdem im Vergleich zu anderen bekannten Planeten hohe Konzentrationen an Sauerstoff und Methan in der Erdatmosphäre fest. Bei beiden handelt es sich um hochreaktive Gase, die schnell mit anderen Chemikalien reagieren und sich in kurzer Zeit verflüchtigen. Die einzige Möglichkeit, solche Konzentrationen dieser Arten aufrechtzuerhalten, bestünde darin, sie auf irgendeine Weise kontinuierlich nachzufüllen – was wiederum auf Leben hindeutet, es aber nicht beweist. Andere Instrumente an der Raumsonde entdeckten das Vorhandensein einer Ozonschicht, die die Oberfläche vor schädlicher UV-Strahlung der Sonne schützt.

Man könnte sich vorstellen, dass ein einfacher Blick durch die Kamera ausreicht, um Leben zu erkennen. Aber die Bilder zeigten Ozeane, Wüsten, Wolken, Eis und dunklere Regionen in Südamerika, von denen wir natürlich nur mit Vorwissen wissen, dass es sich um Regenwälder handelt. In Kombination mit mehr Spektrometrie wurde jedoch festgestellt, dass eine deutliche Absorption von rotem Licht die dunkleren Bereiche überlagert, was laut der Studie „stark darauf hindeutet“, dass Licht durch photosynthetisches Pflanzenleben absorbiert wird. Es ist nicht bekannt, dass Mineralien Licht auf genau diese Weise absorbieren.

Die Bilder mit der höchsten Auflösung, die aufgrund der Vorbeifluggeometrie aufgenommen wurden, stammten von den Wüsten Zentralaustraliens und den Eisschilden der Antarktis. Daher zeigte keines der aufgenommenen Bilder Städte oder klare Beispiele der Landwirtschaft. Die Raumsonde flog auch tagsüber bei größter Annäherung an dem Planeten vorbei, sodass auch nachts keine Lichter aus Städten sichtbar waren.

Von größerem Interesse war jedoch Galileos Werk Plasmawellen-Radioexperiment. Der Kosmos ist voller natürlicher Radioemissionen, der Großteil davon ist jedoch breitbandig. Das heißt, die Emission einer bestimmten natürlichen Quelle erfolgt über viele Frequenzen. Künstliche Radioquellen hingegen werden in einem schmalen Band erzeugt: Ein alltägliches Beispiel ist die sorgfältige Abstimmung eines analogen Radios, die erforderlich ist, um einen Sender inmitten der statischen Störungen zu finden.

Ein Beispiel für die natürliche Radioemission von Polarlichtern in der Saturnatmosphäre ist unten zu hören. Die Frequenz ändert sich schnell – anders als bei einem Radiosender.

Galileo hat eine konsistente schmalbandige Funkemission von der Erde bei festen Frequenzen festgestellt. Die Studie kam zu dem Schluss, dass dies nur aus einer technologischen Zivilisation stammen könne und erst im letzten Jahrhundert nachweisbar sei. Hätte unser außerirdisches Raumschiff in den wenigen Milliarden Jahren vor dem 20. Jahrhundert zu irgendeinem Zeitpunkt denselben Vorbeiflug an der Erde gemacht, hätte es überhaupt keine eindeutigen Beweise für eine Zivilisation auf der Erde gesehen.

Es ist daher vielleicht keine Überraschung, dass bisher keine Beweise für außerirdisches Leben gefunden wurden. Selbst ein Raumschiff, das nur wenige tausend Kilometer von der menschlichen Zivilisation auf der Erde entfernt fliegt, kann es nicht garantiert entdecken. Kontrollexperimente wie dieses sind daher von entscheidender Bedeutung für die Suche nach Leben anderswo.

In der heutigen Zeit hat die Menschheit mittlerweile über 5,000 Planeten um andere Sterne entdeckt und wir haben sogar die Anwesenheit von Wasser entdeckt in den Atmosphären einiger Planeten. Sagans Experiment zeigt, dass dies allein nicht ausreicht.

Ein starkes Argument für das Leben anderswo wird wahrscheinlich eine Kombination von sich gegenseitig unterstützenden Beweisen erfordern, wie etwa Lichtabsorption durch Photosynthese-ähnliche Prozesse, schmalbandige Radioemission, moderate Temperaturen und Wetterbedingungen sowie chemische Spuren in der Atmosphäre, die schwer durch nichtbiologische Erklärungen zu erklären sind bedeutet. Während wir in die Ära von Instrumenten wie dem eintreten James-Webb-WeltraumteleskopSagans Experiment ist bis heute genauso aufschlussreich wie vor 30 Jahren.

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

Bild-Kredit: Erde und Mond aus der Sicht der Raumsonde Galileo / NASA

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• Quelle: https://singularityhub.com/2023/10/26/carl-sagan-detected-life-on-earth-30-years-ago-heres-why-his-experiment-still-matters-today/