Die Neigung der Erdachse wird vom Mond stabilisiert. Doch wie stark ist dieser Effekt wirklich?
Gäbe es intelligente Marsbewohner, würden sie die Erde wohl missgünstig beäugen, weil das Klima dort viel stabiler ist. Dabei sind beide Planeten hinsichtlich ihrer Jahreszeiten eigentlich recht ähnlich. Sie entstehen stets durch die Schiefstellung der Achse relativ zur Bahnebene. Bei der Erde beträgt der Winkel momentan 23,4 Grad. Für die Rotationsachse des Mars gilt ein ähnlicher Wert: 25,2 Grad. Auch dort wechselt das Wetter daher in einem jahreszeitlichen Rhythmus.
Im Lauf von Zehntausenden von Jahren ändert sich die Erdschiefe zwischen 22,1 und 24,5 Grad. Ursache dafür sind kleine Störkräfte, hauptsächlich durch Jupiter und Saturn. Und das hat Folgen. Es kommt zu unterschiedlich ausgeprägten Jahreszeiten – und zwar nach dem Muster: je stärker die Neigung, desto bitterer der Winter und desto heißer der Sommer. Doch die Ausschläge sind stets klein, und das Erdklima ist daher recht stabil.
Beim Roten Planeten sind die Verhältnisse viel extremer. Nach Rechnungen des französischen Astronomen Jacques Laskar variiert die Schiefstellung der Achse dort bedeutend stärker – nämlich zwischen 0 und 60 Grad. Und das bedeutet langfristige Klimakapriolen.
Was die beiden Planeten zusätzlich unterscheidet: Die Erde wird von einem stattlichen Mond begleitet, den Mars umkreisen hingegen nur die Minibrocken Phobos und Deimos. Seit den 1990er-Jahren haben Wissenschaftler wie Laskar deshalb die Stabilität des Klimas mit der Existenz eines großen Trabanten in Verbindung gebracht.
Überraschende Simulation
Doch Jack Lissauer vom kalifornischen Ames Research Center der NASA setzte mit Kollegen kürzlich ein Fragezeichen hinter diese Lehrmeinung. Im Fachblatt Icarus publizierten sie das überraschende Ergebnis ihrer aufwendigen Simulationsrechnungen. Diese belegen, dass eine Erde ohne Trabant nicht so drastischen Achsenschwankungen ausgesetzt wäre, wie sie für den Mars – und die mondlose Erde – berechnet wurden.
Lissauer und seinen Kollegen zufolge sind die betrachteten Zeitskalen wichtig. Liegen diese in der Größenordnung von 100 000 Jahren, so variiert die Achsenneigung der mondlosen Erde lediglich zwischen 20 und 25 Grad. Längerfristig betrachtet, etwa über vier Milliarden Jahre, ist die Variationsbreite zwar größer. Doch es kommt immer wieder zu vergleichsweise ruhigen Zeitabschnitten, in denen die Schiefe zwischen 17 und 32 Grad gemäßigt variiert. Solche Perioden können Hunderte Millionen Jahre lang sein.
„Es stimmt zwar, dass die Schwankungen der Jahreszeiten stärker ausfallen als auf der realen Erde”, so Lissauers Fazit. „ Wir konnten jedoch zeigen, dass bei den Zeiträumen, die für die Astrobiologie interessant sind, die Schwankungen einer mondlosen Erde viel kleiner wären als in früheren Studien berechnet.” Und das hat vermutlich weitreichende Folgen. Denn damit komplexe Lebensformen entstehen, scheint ein über lange Zeiträume stabiles Klima erforderlich zu sein. Wenn dafür aber kein großer Trabant nötig ist, dann wäre die Zahl möglicher lebensfreundlicher Planeten in der Milchstraße weitaus größer als gedacht: Es gäbe schätzungsweise 10 bis 100 Mal so viele. ■
von Thorsten Dambeck
