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Thema: Habitable Zone zwischen 0,95 und 1,37 AE?

  1. #1
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    Standard Habitable Zone zwischen 0,95 und 1,37 AE?

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    Ich habe den Artikel:
    http://www.final-frontier.ch/Kurz_vo...ueht_das_Leben gelesen.

    Beim Googlen und Wikipedia kam ich immer wieder auf diese Zahlen.

    http://de.wikipedia.org/wiki/Habitable_Zone

    Dabei tauchte die Frage auf. 5% weniger Abstand der Erde zur Sonne und die Erde wäre so nicht mehr bewohnbar.
    5% von 150 sind 7,5 Mio. km. d.h. weniger als 143 Mio. km. Das kann ich mir nicht vorstellen, das kommt mir zu knapp vor.
    Wenn man bedenkt, im Perihel ist die Erde 147 und im Aphel 152 Mio. km weit entfernt, und es ist auf der Erde temperaturmässig kaum spürbar.
    Dann müsste die Zone dem Gefühl nach viel mehr zur Sonne gehen, sagen wir auf 135 Mio. km Abstand?
    Oder liege ich mit meiner Behauptung falsch?

    EDIT:
    Kleine Zusatzfrage:
    Warum ist es eigentlich global um den 3.1. (Perihel 147 Mio. km) nicht wärmer auf der Erde als im Aphel am 3.7.?
    Es sind ja doch 5 Mio. km Unterschied im Abstand Erde Sonne.
    Teilantwort habe ich mit Google schon gefunden:
    http://www.wer-weiss-was.de/theme196...le1210392.html

    Auf der Südhalbkugel ist ungleich mehr Wasser als im Norden, deshalb ist es im Juli weltweit im Schnitt sogar 2°C wärmer als im Jänner.
    Geändert von Francesco (03.09.2007 um 17:15 Uhr)

  2. #2
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    Die 0.95 AU-Grenze kommt aus langfristigen Rechnungen (wenn es dich beruhigt, diese Grenze wird auch von Wissenschaftlern kontrovers diskutiert...). Wenn es wärmer ist, dann hat das vielfältige Folgen. Versucht man abzuschätzen, wieviel mehr Sonnenenergie das System Erde erträgt, bevor ein "Runaway-Treibhauseffekt" einsetzt (ein sich selbst verstärkender Treibhauseffekt, der einsetzt, sobald die gesamte Erdoberfläche wolkenbedeckt ist, weil von da an jedes zusätzliche Wassermolekül in der Atmosphäre als Treibhausgas wirkt und eine weitere Aufheizung antreibt), dann kommt man, je nach dem, wie man die Parameter gewichtet, auf diese Grenze. Nicht, dass die Erde auf der Stelle unbewohnbar würde, wenn sie innerhalb dieser Grenze kreisen würde - aber in diesem Fall bekäme sie einfach langfristig soviel zu viel Energie ab, dass man sich dem Runaway-Treibhaus nähert und schliesslich die Ozeane verdampfen, so wie dies auch bei der Venus passiert ist.

    Die Grenze gilt übrigens für die heutige Sonne - früher, als die Sonne noch weniger hell strahlte, lag sie weiter innen, und möglicherweise lag die Venus gut 2 Milliarden Jahre lang innerhalb der Zone...

    PS: Freut mich, dass du meine Artikel liest...
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  3. #3
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    So gesehen leuchtet mir das schon ein.
    Angenommen: Die Erde würde dauernd einen Abstand von 140 Mio. km, dann hätte sie gar keine Gelegenheit, sich richtig auszukühlen, und irgendwann könnte sich das aufschaukeln bis zu einem gewissen Punkt, sagen wir +50°C, zumal auch die Ozeane mehr verdunsten könnten, und dies einen Treibhauseffekt bewirken könnte (mit dem Wasserdampf) und die Abstrahlung der Restwärme durch mehr Wolken auch behindern könnte.
    Liege ich da weit daneben mit meiner Vermutung?

  4. #4
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    Du liegst genau richtig.
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  5. #5
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    Zitat Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen
    Die 0.95 AU-Grenze kommt aus langfristigen Rechnungen (wenn es dich beruhigt, diese Grenze wird auch von Wissenschaftlern kontrovers diskutiert...). Wenn es wärmer ist, dann hat das vielfältige Folgen. Versucht man abzuschätzen, wieviel mehr Sonnenenergie das System Erde erträgt, bevor ein "Runaway-Treibhauseffekt" einsetzt (ein sich selbst verstärkender Treibhauseffekt, der einsetzt, sobald die gesamte Erdoberfläche wolkenbedeckt ist, weil von da an jedes zusätzliche Wassermolekül in der Atmosphäre als Treibhausgas wirkt und eine weitere Aufheizung antreibt), dann kommt man, je nach dem, wie man die Parameter gewichtet, auf diese Grenze. Nicht, dass die Erde auf der Stelle unbewohnbar würde, wenn sie innerhalb dieser Grenze kreisen würde - aber in diesem Fall bekäme sie einfach langfristig soviel zu viel Energie ab, dass man sich dem Runaway-Treibhaus nähert und schliesslich die Ozeane verdampfen, so wie dies auch bei der Venus passiert ist.

    Die Grenze gilt übrigens für die heutige Sonne - früher, als die Sonne noch weniger hell strahlte, lag sie weiter innen, und möglicherweise lag die Venus gut 2 Milliarden Jahre lang innerhalb der Zone...
    Danke für die Erklärung. Ja, wenn man bedenkt, dass damals die Sonne 30% weniger stark leuchtete, ja das wäre spannend, was damals auf der Venus los war. Vielleicht war es wirklich so ein idyllischer Ort, wie sich die Leute das im 19. Jhd. noch vorstellten?
    Zitat Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen
    PS: Freut mich, dass du meine Artikel liest...
    Ach, warum komme ich erst jetzt drauf?
    Ich finde sie total gut, habe schon öfters rumgestöbert!

  6. #6
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    Wenn es zu einem runaway Treibhauseffekt käme, so überlege ich gerade, ob es möglich ist, dass sich die Erde wieder stabilisiert, nachdem sie genügend Wasser in den Weltraum verloren hat.

    Oder anders ausgedrückt: Ab welcher Entfernung ist eine Stabilisierung ausgeschlossen, da restlos alles Wasser ins All verdampft.

  7. #7
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    @jonas: Sieh dir die Venus an, kein Wasser mehr, aber immer noch Treibhauseffekt. Mit der Zeit löst sich der Kalk, der sich einst im Wasser gebildet hatte, auf (erhöhte CO2-Gehalt der Atmosphäre führt zu mehr Kohlensäure und damit zu stärkerer Kalkerosion), das Kalziumkarbonat wandelt sich gebranten Kalk und Kohlendioxid um, und je länger je mehr wird die Erde zur zweiten Venus.

    @Francesco: Die frühe Venus ist schon recht interessant... Die Modelle sind sehr unterschiedlich, in einigen ist sie bereits nach 100 Mio Jahren im heutigen Zustand, in anderen dauert es rund 2 Mrd Jahre. Gut möglich, dass sie zur Zeit, als die Erde entstand, Ozeane und Leben enthielt. Aber die langsame Rotation dürfte schon damals für extreme Klimabedingungen gesorgt haben.
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  8. #8
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    Ah ja, schade, die langsame Rotation macht alles zunichte. Was mir jetzt noch einfällt. Wieder so eine schwierige Frage. Aber kann man sagen, die Venus ist seit sagen wir 1 Mrd. Jahre "stabil" heiss, oder heizt sie sich immer noch sukzessive auf, wenn auch nur im Dezimalbereich in tausenden Jahren.

    Das ärgert mich richtig, die Venus mit ihrer langsamen Rotation. Bewegt sie sich nicht auch noch dazu rückwärts? Ich habe einmal so eine (naja mögliche Vermutung) irgendwo gelesen, dass ein marsgrosses Objekt vor langer Zeit mit der Venus zusammengestossen sein könnte, in derart unglücklichen Winkel, dass dieser Planet die Venus komplett aus der Rotation gebracht hat. Jetzt erinnere ich mich noch, dass da auch davon die Rede war, Venus könnte früher gar nicht auf dem Platz gewesen sein, wo sie heute (heute ist gut, Jahrmilliarden) jetzt ist.

    BTW: Venus finde ich ebenfalls total faszinierend. Fast so gross wie die Erde und dazu die mächtige Atmosphäre die alles verschleiert. Noch dazu ist sie unser Nachbar, nur etwa halb so weit entfernt wie der Mars (im kleinstmöglichen Abstand gemessen). Faszinierend vielleicht auch deswegen, weil man von ihr im Ggs. zum Mars noch relativ wenig weiss, noch nicht viele Raumsonden hingeschickt wurden, obwohl der Planet der nächste ist. Berücksichtigt man den gewaltigen Druck und Temperatur, ist das aber auch nur zu verständlich.
    Geändert von Francesco (03.09.2007 um 21:50 Uhr)

  9. #9
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    Danke, Bynaus, für die Antwort. Dennoch habe ich ein wenig Zweifel daran, denn die Erde hat ja deutlich unterschidliche Klimata durchlaufen, ohne dass sich ein runaway Treibhauseffekt eingestellt hatte.

    Die Grenzen 0,95-1,37 AU halte ich persönlich für viel zu eng. Demnach wäre auf dem Mars (lt. Wiki 1,381 – 1,666 AU) kein Leben möglich, selbst wenn er gross genug wäre um eine Atmosphäre und genügend Wasser zu halten.

    Nochmal laut Wiki:
    Die Temperaturen erreichen [auf dem Mars] in Äquatornähe etwa 20 °C am Tag und sinken bis auf –85 °C in der Nacht.
    Bei einer dichteren Atmosphäre und Wolken, die in der Nacht die rasche Abkühlung bremsen, wäre durchaus auch auf dem Mars eine Umwelt denkbar, die Leben ermöglicht.

    Von daher habe ich starke Zweifel an dieser doch sehr eng definierten Lebenszone.

  10. #10
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    Die Grenzen 0,95-1,37 AU halte ich persönlich für viel zu eng. Demnach wäre auf dem Mars (lt. Wiki 1,381 – 1,666 AU) kein Leben möglich, selbst wenn er gross genug wäre um eine Atmosphäre und genügend Wasser zu halten.
    Das ist exakt die Kritik, die von Wissenschaftlern am häufigsten geäussert wird. Das Problem ist neben dem Runaway-Treibhaus in der anderen Richtung das Runaway-Eishaus, wenn sich erst mal genügend Eis gebildet hat, das Sonnenstrahlung ins All reflektiert, wird der Planet immer heller und damit immer kälter, so dass sich noch mehr Eis bildet etc. Man kann zwar eine Kohlendioxidatmosphäre haben, aber irgendwann wird die so kalt, dass sich CO2-Wolken bilden, und da diese ebenfalls Licht reflektieren, ist es dann definitiv vorbei mit dem Treibhausofen. Für einen erdgrossen Planeten, der sich bereits in einem Runaway-Eishaus befindet, wurde die Grenze, an der sich die CO2-Wolken bilden, zu 1.37 AU bestimmt, aber wie beim Runaway-Treibhaus gibt es da Unsicherheiten bezüglich der wichtigen Parameter. Es gibt Wissenschaftler, die glauben, man könnte die CO2-Wolken-Grenze bis auf 3 AU hinausschieben (was auch besser mit der warmen, feuchten Vergangenheit des Mars verträglich ist).

    Das ärgert mich richtig, die Venus mit ihrer langsamen Rotation. Bewegt sie sich nicht auch noch dazu rückwärts? Ich habe einmal so eine (naja mögliche Vermutung) irgendwo gelesen, dass ein marsgrosses Objekt vor langer Zeit mit der Venus zusammengestossen sein könnte, in derart unglücklichen Winkel, dass dieser Planet die Venus komplett aus der Rotation gebracht hat
    Das ist gut möglich. Wir wissen heute, dass die Erde eine solche katastrophale Begegnung hinter sich hat (bei der der Mond entstanden ist), und auch Merkur scheint bei einer Kollision einen Grossteil seines Mantels verloren zu haben. Es scheint also nur plausibel, dass auch auf der Venus solche Monstereinschläge stattgefunden haben. Ob dies allerdings tatsächlich für das Rotationsverhalten der Venus erklärend ist, ist nicht so sicher. Alle Argumente, mit denen sich zeigen lässt, wie der Mond die Erdachse stabilisiert, sprechen auch dafür, dass die etwas leichtere, langsamer rotierende und mondlose Venus ziemlich stark hin- und her kippen sollte (im Verlauf von Jahrhunderttausenden oder gar Jahrmillionen).

    Jetzt erinnere ich mich noch, dass da auch davon die Rede war, Venus könnte früher gar nicht auf dem Platz gewesen sein, wo sie heute (heute ist gut, Jahrmilliarden) jetzt ist.
    Das hingegen ist unplausibel: wie sollte ein Planet, der sich früher woanders befunden hat, in eine kreisförmige Umlaufbahn um die Sonne eingebremst werden? Dafür gibt es im Inneren Sonnensystem einfach keine gangbaren Mechanismen. Zudem ist das Sonnensystem "gerade so stabil", das heisst, ändert man etwas an der Konfiguration der Bahnen, fällt es auseinander bzw., es kann sein, dass der eine oder andere Planet aus dem System geworfen wird. Tauscht man z.B. Venus und Mars im Sonnensystem aus, kann es dazu kommen, dass Merkur und Mars aus dem System geschleudert werden und die Erde auf einer hochexzentrischen Bahn um die Sonne verbleibt.

    Es könnte sein, dass Planetensysteme immer in "gerade so" stabilen Zuständen existieren, und dann manchmal innert kürzester Zeit in eine andere Konfiguration wechseln. Das ist auch der Kerninhalt des sogenannten "Nizza-Modells", wonach die zuerst kompakten Gasriesen etwa 600 Mio Jahre nach dem Anfang des Sonnensystems eine Rekonfiguration ihrer Bahnen durchliefen, wobei Uranus und Neptun, die zuerst viel näher an der Sonne waren, auf ihre heutigen Positionen befördert wurden (und ihre Bahnen dabei durch Interaktionen mit Planetesimalen wieder kreisförmig geformt wurden).

    Eine weitere interessante Hypothese in diesem Zusammenhang ist die sog. "Planet V"-Hypothese, die Idee, dass es jenseits von Mars (aber vor dem Asteroidengürtel) mal noch einen kleinen (etwa Mondgrossen) Planeten gegeben haben könnte, der dann durch eine Rekonfiguration der Bahnen aus dem System geschleudert wurde. Diese Hypothese steht in Konkurrenz zum Nizza-Modell, denn beide versuchen das späte schwere Bombardement (heftiges Bombardement von Planetesimalen im inneren Sonnensystem, bei dem auch die Einschlagbecken entstanden, die das Mondgesicht prägen, vor etwa 3.9 Milliarden Jahren) zu erklären.

    BTW: Venus finde ich ebenfalls total faszinierend. Fast so gross wie die Erde und dazu die mächtige Atmosphäre die alles verschleiert.
    Ja, die Atmosphäre ist schon recht beeindruckend. Fast ein Mikro-Gasriese, ist man versucht zu sagen...
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