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News: Das verräterische Flackern

Aus einer anderen Ecke des Sonnensystems betrachtet, ist die Erde nur ein winziger blauer Fleck, der von der Sonne um ein Vielfaches überstrahlt wird, kaum zu sehen ist und sich auf den ersten Blick nicht großartig von den anderen inneren Planeten unseres Sonnensystems unterscheidet. Hinweise auf die vielfältigen Lebensformen auf der Erde sind schwer auszumachen, aber zumindest ein Flackern verrät die unterschiedliche Beschaffenheit ihrer Oberfläche durch Meere, Wüsten und Pflanzen, die den Planeten von Merkur, Venus und Mars unterscheidet.
Auf der Suche nach erdähnlichen Himmelskörpern werden viele verschiedene Hilfsmittel genutzt: Eine Methode ist die Spektralanalyse, bei der man das vom Planeten reflektierte Licht in seine verschiedenen farblichen Bestandteile zerlegt und damit auf die Zusammensetzung der Atmosphäre schließt. Auch die Erde offenbart sich aus der Entfernung durch ihr Spektrum als bewohnbarer Planet.

Bei der Spektralanalyse prüfen die Wissenschaftler das ausgesendete Licht nur zu einem bestimmten Zeitpunkt. Sara Seager und Eric Ford vom Institute of Advanced Study in Princeton untersuchten statt dessen die Änderung des von der Erde abgestrahlten Lichts. Denn Ozeane, Wüsten, Wälder und Wolken, die für direkte Beobachtungen aus einer großen Entfernung zu klein sind, reflektieren unterschiedliche Mengen des Sonnenlichts. Durch die Drehung der Erde und die Bewegung der Wolken ändert sich so die Intensität des Lichts, und es ergibt sich eine für die Erde charakteristische Reflexionskurve. Merkur, Venus oder Mars reflektieren hingegen einen mehr oder weniger konstanten Anteil des Sonnenlichts.

Mit Ed Turner von der Princeton University entwickelten Seager und Ford Computermodelle, in die sie bekannte Daten der Streuungseigenschaften von Kornfeldern bis zu Meereswellen einbezogen. Dabei stellten sie fest, dass sich die Intensität des reflektierten Lichts im Laufe eines Tages um bis zu 150 Prozent ändert. Außerdem konnten sie typische Intensitätsmuster ausmachen, die auf die Art der Erdoberfläche schließen lässt. Ein Betrachter am Rande des Sonnensystems kann also anhand der Reflexionskurve der Erde erkennen, dass sie von Meeren und Wüsten bedeckt und von Pflanzen bewachsen ist.

Die Wissenschaftler entwickelten das Verfahren jedoch nicht, um neue Erkenntnisse über die Erde zu gewinnen, sondern um die Oberfläche erdähnlicher Planeten zu untersuchen. Sie arbeiten an einem für 2012 geplanten Projekt der NASA namens Terrestrial Planet Finder mit, das sich mit der Suche nach Planeten beschäftigt, die Leben beheimaten könnten.

Wenn ein erdähnlicher Planet erst einmal entdeckt ist, könnte man aus den eventuell auftretenden Schwankungen des Intensitätsmusters des reflektierten Lichts seines Zentralgestirns erkennen, ob der Planet mit Wasserflächen oder Wüsten bedeckt oder sogar von Pflanzen bewachsen ist. Dabei stellt das entwickelte Verfahren keinen Ersatz für die Spektralanalyse dar, sondern ist vielmehr eine Ergänzung, die vorher nicht zugängliche Informationen erschließt.

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