AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie

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AstroGeoPlänkel: Rieselnde Vulkanasche und kollidierende Galaxien
In dieser Folge widmen sich Franzi und Karl dem Feedback zu den letzten beiden Geschichten im AstroGeo Podcast. Zunächst geht es um den gewaltigen Laki-Vulkanausbruch von 1783. Gefragt wurde nach der Menge ausgestoßenen Schwefeldioxids und dem Vergleich zu heutigen Kohlekraftwerken. Wir haben das auf Basis einer aktuelleren Quelle konkretisiert: Der Laki-Ausbruch hat fast doppelt so viel Schwefeldioxid ausgestoßen wie alle heutigen anthropogenen Quellen zusammen. Denn (glücklicherweise) sind die Schwefelemissionen des Menschen seit 20 Jahren rückläufig. Daneben ging es um die isländische Mythologie, die mit dem Vulkan Katla verbunden ist, die Videos von Lavaschutzwällen und einem lebendigen Bericht von einem Vulkanausbruch in Ecuador. Und was ist eigentlich mit der Aussage aus Karls Geschichte über die Laki-Feuer,, das Jahr des Ausbruchs 1783 habe in Europa zu einem “Jahr ohne Sommer” geführt? Das stimmte so nicht: Die Umwelthistorikerin Katrin Kleemann hat ihre Doktorarbeit darüber geschrieben und Karl hat mit ihr gesprochen. Sie erläutert, welche Wetterkapriolen es wirklich in Europa aufgrund des Ausbruchs in Island gab. Das ganze Gespräch mit Katrin Kleemann folgt am Ende dieser Folge. Im Feedback zur vielleicht drohenden Kollision der Milchstraße mit der Andromeda-Galaxie erzählt Franzi von ziemlich tiefen Tönen im interstellaren Gas. Auch geht es um die Bewegung der Andromedagalaxie und diverse Relativgeschwindigkeiten. Zuletzt geht es um die Kollision selbst, die kein einzelnes Aufeinandertreffen ist, sondern ein über Milliarden Jahre dauernder Prozess mit komplexen Schwingungen, gegenseitigem Durchdringen der Sternsysteme und dem Verlust der Spiralformen von Andromedagalaxie und unserer Heimatgalaaxie . Auch die beiden supermassreichen Schwarzen Löcher im Zentrum der zwei Galaxien würden erst sehr spät verschmelzen. Nicht dass wir Menschen davon noch irgendetwas mitbekommen werden, denn all das findet erst in ein paar Milliarden Jahren statt - wenn überhaupt. Zuletzt geht es um wie fast immer positives Hörerfeedback und die Geräusche, die ihr im Podcast-Outro hört.
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Galaxien auf Kollisionskurs: Wann trifft uns Andromeda?
Als der fränkische Astronom Simon Marius im Jahr 1612 erstmals sein Fernrohr auf einen nebligen Fleck im Sternbild Andromeda richtet, kann er noch nicht ahnen, was er da eigentlich sieht: Marius beschreibt „schimmernde Strahlen, die um so heller werden, je näher sie dem Zentrum sind.“ Den Lichtglanz im Zentrum erscheint dem Astronomen wie „wenn man aus großer Entfernung eine brennende Kerze durch ein durchscheinendes Stück Horn betrachtet“. Damit ist wohl Simon Marius der erste Astronom, der den Andromedanebel durch ein Fernrohr beobachtete. Spätere Beobachtungen mit besseren Fernrohren und Teleskopen ergeben, dass dieser Andromedanebel spiralförmig ist. Und im Jahr 1912, fast genau dreihundert Jahre nach Simon Marius, richtet der Astronom Vesto Slipher sein Teleskop gen Andromedanebel und findet dabei heraus: Dieser recht hübsche Spiralnebel kommt mit Karacho auf uns zugeflogen: Slipher ermittelte für den Nebel eine sogenannte Radialgeschwindigkeit von 300 Kilometern pro Sekunde. Heutzutage wissen wir, dass der Andromedanebel überhaupt kein Nebel ist – sondern eine eigenständige Sterneninsel. Sie ist also eine Galaxie genau wie unsere Milchstraßeund wie sie ein Teil der Lokalen Gruppe, gehört somit zu unserer unmittelbaren kosmischen Nachbarschaft. Die Andromedagalaxie ist derzeit rund 2,5 Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt. Allerdings: Diese Entfernung wird immer geringer, denn wegen ihrer hohen Radialgeschwindigkeit scheint es so, als würde die Andromedagalaxie direkt auf die Milchstraße zufliegen. Deshalb gilt es seit fast einem Jahrhundert eigentlich als ausgemachte Sache, dass die Andromedagalaxie und die Milchstraße irgendwann zusammenstoßen und miteinander verschmelzen werden: Aus den zwei Spiralgalaxien würde so eine einzige, größere elliptische Galaxie werden. Und doch war und ist noch vieles unklar bei dieser potenziellen kosmischen Kollision: Wird es einen frontalen Zusammenstoß geben? Oder eher eine Art Streifschuss? Oder fliegt die Andromedagalaxie auch einfach an der Milchstraße vorbei? In dieser Folge erzählt Franzi von der lange erwarteten Verschmelzung der Milchstraße mit der Andromedagalaxie – und was diese mit galaktischer Eschatologie, Tangentialgeschwindigkeiten und Messunsicherheiten zu tun hat. Episodenbild: NASA, ESA, STScI, Till Sawala (University of Helsinki), DSS, J. DePasquale (STScI)
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Vulkanjahr 1783: Als die Laki-Feuer auf Island die Welt veränderten
Am 8. Juni 1783 sieht der Pfarrer Jón Steingrímsson im Süden Islands eine schwarze Wolke über seiner Gemeinde und hört ein fernes Grollen. Es ist der Beginn eines Vulkanausbruchs, der nicht weit von dem Dorf Prestbakki begonnen hat. Dieser Ausbruch wird längst nicht nur die bäuerliche Gesellschaft Islands schwer treffen. Es ist eine Katastrophe, die schon bald globale Ausmaße annimmt und die in weiten Teilen Europas und sogar in Asien zu Missernten führt. Karl erzählt in dieser Folge, wie der naturinteressierte und sprachlich gewandte Pfarrer als Augenzeuge von den Laki-Feuern berichtet, die acht Monate lang wüten und die zu den schwersten Vulkanausbrüchen der Menschheitsgeschichte gehören. Allein in den ersten Wochen bringt die neu entstandene Vulkanspalte sechs Kubikkilometer Lava und Asche an die Oberfläche. Die Lava ergießt sich über Flusstäler in jene Ebene, in der das Dorf Prestbakki liegt. Das glutflüssige Gestein zerstört etliche Höfe. Niedergehende Asche lässt die kargen Weiden verdorren, Tiere durch toxisches Regenwasser zugrunde gehen und führt zu einer mehrjährigen Hungersnot, bei der ein Fünftel der Isländer ums Leben kommt. Aber die Ausmaße der Katastrophe reichen viel weiter: Asche und schwefelhaltige Gase gelangen durch Dampfexplosionen in große Höhen bis in die Stratosphäre, wo sie durch Westwinde binnen weniger Stunden nach Europa gelangt. Dadurch kommt es zu Wetterkapriolen: Trockener vulkanischer Dampf blockt die Sonnenstrahlung ab, führt zu einer Dürre oder saurem Regen und zu Atembeschwerden bei vielen Menschen. Bei allem Elend von 1783 geht es auch um das Island von heute, wo Vulkanausbrüche zum Alltag gehören. Karl erzählt von seiner Recherchereise in den Südwesten der Insel, wo sich in den letzten vier Jahren ebenfalls große Lavamengen ergossen – allerdings ohne große Rauch- oder Ascheemissionen. Es geht um die modernen Schutzwälle gegen die Lava, um Touristen-Erruptionen – und darum, welche Auswirkungen ein Laki-Feuer in heutiger Zeit hätte. Episodenbild: Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull im Jahr 2010; Quelle CC-BY-SA 1.0 David Karnå
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AstroGeoPlänkel: Von gehypten Planeten und mächtigen Isotopen
In dieser Folge widmen sich Franzi und Karl wieder dem Feedback zu den letzten Episoden. Sie tauchen zu Beginn in vermeintliche mediale Hype-Themen aus der Astronomie ein. Das betrifft die Suche nach einem bisher unentdeckten Planet 9 in unserem Sonnensystem sowie den Exoplaneten K2-18B, den manche Fachleute für eine Wasserwelt mit einer starken Biosignatur in seiner Atmosphäre halten während der allergrößte Anteil der Fachleute weiterhin sehr skeptisch ist. Franzi hat dazu 2024 bereits eine Folge beigesteuert (AG088) und ordnet die neuen Ergebnisse ein. Es geht noch einmal um Karls Zweiteiler über die Milanković-Zyklen und wie Forscherinnen und Forscher nachweisen konnten, dass astronomische Effekte das Kommen und Gehen von Eiszeiten beeinflussen. Einige Hörer erinnern sich nicht daran, davon in ihrer Schullaufbahn gehört zu haben. Geologie im Schulunterricht scheint zumindest bei Franzi und Karl aber genauso wenig eine Rolle gespielt zu haben. Es gab einige Rückmeldungen zu Isotopen und wie Forschende mit ihrer Hilfe etwas über die Erdgeschichte erfahren können. Tatsächlich ist es kompliziert und gleichzeitig sehr faszinierend, was allein mit dem Isotop Sauerstoff-18 sowie mit dem stabilen Isotop des Wasserstoffs, Deuterium, alles möglich ist. Unsere Hörenden berichten von der Altersbestimmung des Grundwassers, vermeintlich deutschem Spargel im Supermarkt und der Kindheit des Gletschermanns Ötzi. Auch die Zahlenmystik des Paul Dirac spielt noch einmal eine Rolle - genauso wie dessen Biografie mit einer passenden Buchempfehlung. Auch geht es um die Bebilderung des AstroGeo-Folgen mit KI-Bildern: Bisher haben Franzi und Karl KI-Bilder vereinzelt eingesetzt und immer transparent erwähnt. Zuletzt geht es um die aktuelle Planung einer AstroGeo-Exkursion. Dazu gibt es nun eine Umfrage. Sie ist unverbindlich und dient dazu, das Interesse für die nächsten Schritte abzuschätzen. Bei Interesse stimmt bitte bis zum 18. Juni 2025 mit ab!
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Expandierende Erde: große Zahlen und kleine Schwerkraft
Im Jahr 1937 hatte Paul Dirac eigentlich so alles erreicht, was man als theoretischer Physiker erreichen konnte: Der Brite hatte die Quantenphysik mit begründet und sie mit Einsteins Spezieller Relativitätstheorie vereint. Fast aus Versehen hatte er erstmals eine neue Form von Materie beschrieben, die wir heute als Antimaterie kennen. Paul Dirac hatte nicht nur eine Professur an der angesehen Universität von Cambridge bekommen, sondern bekam auch im Alter von nur 31 Jahren den Nobelpreis für Physik zugesprochen. Doch nun wandte sich Dirac größeren Dingen zu: der Kosmologie. Paul Dirac entwarf die „Large Numbers Hypothesis“, die Hypothese der großen Zahlen. Seine Vermutung besagte, dass das Verhältnis der Zahlenwerte von Naturkonstanten sich merkwürdigerweise immer wieder eine ziemlich große Zahl ergibt, nämlich zehn hoch 39. Was für die Meisten ein nicht besonders seltsamer Zufall sein mag, hatte für Dirac tiefere Bedeutung: Er schloss daraus, dass die Naturgesetze im Universum nicht immer und überall gleich waren – und dass die Naturkonstanten entgegen ihrem Namen nicht konstant, sondern variabel seien. Dabei hatte es Dirac vor allem auf eine Naturkonstante abgesehen: die Gravitationskonstante. Diese sei vor Jahrmilliarden viel größer gewesen. Und das würde bedeuten: Was wir als Schwerkraft kennen, nimmt mit zunehmendem Alter des Universums ab. Während Paul Diracs Ausflug in die Kosmologie – oder in die Zahlenmystik – von seinen Kolleginnen und Kollegen größtenteils ignoriert wurde, gab es einen deutschen Physiker, der die Hypothese der Großen Zahlen ernst nahm: Pascual Jordan beschäftigte sich vor allem damit, welche messbaren Auswirkungen so eine geringer werdende Schwerkraft auf unsere Erde haben könnte. Demnach sollte mit einer abnehmenden Gravitationskonstante unsere Erde selbst expandieren. In dieser Folge des AstroGeo-Podcasts erzählt Franzi die Geschichte hinter der sogenannten Expansionstheorie – und damit ist nicht das Universum selbst gemeint!
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