Wurden wir im dunklen Wald enttarnt?

Im Jahr 1920 beauftragte General Motors den amerikanischen Erfinder Charles Franklin Kettering mit der Verbesserung der Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die in den 1990er Jahren erstmals von Frederick Swart synthetisiert wurden, und machte sie zu stabilen, „sicheren“ und wirksamen Kühlmitteln.

Dieser Kältemitteltyp wurde später Freon genannt und in den folgenden Jahrzehnten häufig in Kühlgeräten wie Klimaanlagen und Kühlschränken verwendet. Aufgrund seiner hervorragenden physikalischen Eigenschaften wird Freon auch häufig als Dispersionsmittel für Sprühmittel wie Parfüms und Insektizide sowie als Reinigungsmittel für Präzisionsgeräte verwendet.

Den Menschen war damals nicht bewusst, wie sehr diese chemische Substanz, die es in der Natur nie gegeben hatte, die Erde verändern konnte.

Im Jahr 1957 reiste Joe Farman, der an der Universität Cambridge arbeitete, mit dem wissenschaftlichen Expeditionsteam in die Antarktis zum Halley-Bay-Observatorium. Seine Aufgabe bestand darin, den Ozongehalt der Luft zu überwachen. Danach reiste er jedes Jahr in die Antarktis, um diese Daten aufzuzeichnen.

Die Erforschung des siebten Kontinents war damals eine sehr wertvolle Aufgabe. Zwölf Länder, darunter das Vereinigte Königreich, errichteten mehrere Beobachtungsstationen in der Antarktis und die Überwachung des Ozongehalts war nur eine sehr kleine Aufgabe.

Doch im Frühjahr 1981 erregten neue Messungen die Aufmerksamkeit von Joe Farman und seinen Kollegen, denn die Daten zeigten, dass die Fläche der Ozonschicht über der Antarktis viel kleiner war als in der Vergangenheit. Um durch Messfehler verursachte Fehler auszuschließen, kalibrierten sie das Instrument neu und setzten die Beobachtungen fort. Daten aus den Folgejahren zeigten jedoch, dass die Ozonschicht über der Antarktis weiter abnahm.

Veränderungen des Ozonlochs von 1979 bis 2019 / Europäische Umweltagentur

Joe Farman erkannte, dass die Lage ernst werden könnte.

Laut Statistik war die Fläche der Ozonschicht über der Antarktis im Oktober 1984 40 % kleiner als der Durchschnittswert, und es gab ein riesiges Ozonloch am Himmel. Und wie aus früheren Aufzeichnungen hervorgeht, begann der Abbau der Ozonschicht tatsächlich bereits 1977. Im Mai des darauf folgenden Jahres veröffentlichte das Magazin „Nature“ einen Artikel von Joe Farmans Team, und das Thema Ozonloch rückte offiziell ins öffentliche Bewusstsein.

Satellitenüberwachung der jährlichen Abnahme der Ozondicke in der Antarktis/TMOS

Die Aufmerksamkeit der Forscher richtete sich sehr schnell auf Freon, doch niemand hätte sich zu Beginn vorstellen können, dass diese synthetische Substanz ein halbes Jahrhundert später eine Katastrophe verursachen würde.

Freon ist chemisch sehr stabil und kann fast ein Jahrhundert lang in der Troposphäre überleben. Es dauert jedoch weniger als 15 Jahre, bis es langsam in die ruhige Stratosphäre über der Troposphäre aufsteigt. Dabei setzt Freon unter Einwirkung ultravioletter Strahlen Chloridionen frei und wird zu einem Katalysator für den Ozonabbau. Während des gesamten Zersetzungsprozesses kann ein Freonmolekül zur Vernichtung von fast 100.000 Ozonmolekülen beitragen.

Obwohl die meisten Länder im August 1987 das Montrealer Protokoll unterzeichnet haben, das die Verwendung von FCKW und anderen freonähnlichen Substanzen verbietet, die die Ozonschicht zerstören können, handelt es sich bei den als Alternativen verwendeten Fluorkohlenwasserstoffen um Treibhausgase. Tatsächlich hat der Mensch bis heute noch keine völlig ungiftige und nicht brennbare Verbindung gefunden, die Freon als Kühlmittel ersetzen könnte.

Noch schlimmer ist, dass die zuvor ausgestoßenen FCKW immer noch in der Atmosphäre schweben und von außerirdischen Zivilisationen möglicherweise als Zeichen menschlicher Zivilisation auf der Erde erkannt werden.

Als Substanz, die in der Natur niemals spontan vorkommen würde, wäre komplexe organische Materie wie Freon in der Atmosphäre ein sehr offensichtliches Zeichen der Zivilisation, sogar sicherer als das Phosphingas, das auf der Venus schwach sichtbar ist. Schließlich würden nur Zivilisationen, die eine rasante Industrialisierung durchgemacht haben, diese Überreste in der Atmosphäre ihres Heimatplaneten zurücklassen.

Natürlich können die Folgen dieser blinden Ignoranz weit verbreitet sein. Schließlich hinkt die weitverbreitete rationale Erkenntnis in der Geschichte der Zivilisation immer hinterher. Aus diesem Grund ist die Verwendung unnatürlicher Substanzen als Lebenszeichen möglicherweise auch eine neue Möglichkeit, nach außerirdischem Leben zu suchen.

Ein kürzlich im ArXiv-Forum veröffentlichter Artikel untersucht die Möglichkeit, das James Webb Telescope (JWST) zur Suche nach industriellen Schadstoffen in der Atmosphäre von Exoplaneten zu verwenden. Der Artikel befasst sich mit der Wirkung von Substanzen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffen und starken Treibhausgasen in der Atmosphäre. Natürlich gibt es für das James-Webb-Teleskop bei der Suche nach Substanzen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffen noch viele Einschränkungen. Beispielsweise sind die Sterne in der Nähe der Planeten zu hell und übertönen die Signale in der Atmosphäre.

Bei M-Sternen hingegen, also bei dunklen, aber langlebigen roten Zwergen, besteht möglicherweise eine gute Chance, mit Teleskopen festzustellen, ob diese Produkte der industriellen Zivilisation in der Atmosphäre benachbarter Planeten existieren.

Beispielsweise befindet sich TRAPPIST-1, ein 40 Lichtjahre entfernter roter Zwergstern im Sternbild Wassermann, in der Nähe des Sonnensystems. Er ist von sieben erdähnlichen Planeten umgeben und mindestens drei davon befinden sich in der bewohnbaren Zone. Wenn das James-Webb-Teleskop etwas in der Atmosphäre eines Planeten bemerken kann, könnte dies ein neues Kapitel in der Erforschung außerirdischer Zivilisationen aufschlagen.

Interessanterweise wäre eine Zivilisation auf einem der TRAPPIST-1-Planeten, die tatsächlich ein Weltraumteleskop der JWT-Klasse starten würde, wahrscheinlich nicht in der Lage, FCKW in der Erdatmosphäre zu sehen, da die Sonne zu hell ist. Könnten sie jedoch Beobachtungsgeräte mit höherer Erkennungsgenauigkeit auf den Markt bringen, sähe die Sache vielleicht ganz anders aus.

Die Möglichkeit, mithilfe von Schadstoffen die Existenz außerirdischer Zivilisationen nachzuweisen, ist kein neues Thema. Neben Fluorchlorkohlenwasserstoff-Derivaten ist auch Stickstoffdioxid (NO2) ein Schadstoff mit technologischem Einfluss. Dieses Nebenprodukt der Nutzung fossiler Brennstoffe wird sich nur in der Atmosphäre von Zivilisationen mit hochentwickelten Industriezivilisationen anreichern.

Als die industrielle Zivilisation ihre Spätphase erreichte, erkannten einige zivilisierte Individuen schließlich die Schwere der Luftverschmutzung und wandten sich der Entwicklung nachhaltiger Energiequellen wie der Solarenergie zu. Die Solarmodule, die sie in großem Maßstab auf dem Boden verlegt haben, könnten reich an einer Reihe von Mineralien sein, und das von diesen Substanzen reflektierte Licht wird auch im Planetenspektrum sichtbar sein.

Im Jahr 2020 vergab die NASA ein Stipendium an die University of Rochester in New York, um eine Datenbank zur Überwachung möglicher Biosignaturen in planetaren Atmosphärenspektren aufzubauen – Kohlendioxid, Fluorchlorkohlenwasserstoffe oder von Solarmodulen reflektiertes Licht.

Obwohl wir unser Bestes versucht haben, die Initiative zu ergreifen und nach der Existenz von Außerirdischen zu suchen. Aber vielleicht ist unsere durch die industrielle Zivilisation verschmutzte Erde bereits deutlich im Teleskop einer fortgeschrittenen Zivilisation erschienen. Vielleicht versuchen sie auch, mit Menschen in Kontakt zu treten, oder vielleicht haben sie andere Entscheidungen getroffen …

Quelle: China National Astronomical Service

Autor: Mao You, Doktorand am National Astronomical Observatory, verwendet derzeit das Sky Eye, um die Verteilung von neutralem Wasserstoff im Universum zu beobachten. Er ist oft frustriert, weil seine Katze zu Hause seine Wissenschaftspopularisierung nicht versteht.

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