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Abb.: Hans-Erich Fröhlich
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Wenn man bloß nach dem sinnlichen Schein urtheilen sollte, so sollte man denken, es wäre über uns ein großes blau gemaltes Gewölbe; so wie uns die Maler den Himmel an einer Decke vorstellen. Von dem Vorurtheile habe ich nicht erst nöthig, Ew. H. zu befreien. Ein wenig Nachdenken ist schon hinlänglich, uns zu überführen, daß der Himmel kein blaues Gewölbe, und daß die Sterne keine glänzende Nägel sind, die an demselben angeheftet wären. […] Man hat also wohl Ursache zu fragen, woher das Blau des Himmels entsteht? […] Die Luft ist mit einer Menge kleiner Theilchen angefüllt, die nicht völlig durchsichtig sind, die aber, wenn sie von der Sonne erleuchtet werden, dadurch eine schwingende Bewegung bekommen, die neue diesen Theilchen eigne Stralen hervor bringt; […] Die Wälder des Harzgebirges, die man zu Magdeburg sieht, scheinen sehr blau, ob sie gleich, wenn man sie zu Halberstadt ansieht, grün aussehen; der große Raum voll Luft zwischen Magdeburg und diesen Gebirgen ist davon die Ursache.

Leonhard Euler (1707–1783)

aus: „Briefe an eine deutsche Prinzessinn über verschiedene Gegenstände aus der Physik und Philosophie“, Brief XXXII (27. Juli 1760)

 

Liebe Leserin, lieber Leser,

das „Himmelsblau“ war schon einmal Thema gewesen. Dass wir noch einmal darauf zurückkommen, hat einen Anlass: Vor 150 Jahren, im Februar 1871, veröffentliche John William Strutt (1842–1919), besser bekannt unter dem Namen Lord Rayleigh, den ersten Aufsatz einer Serie über das Blau des Taghimmels. Der letzte Teil erschien 1899. 1910 löste Albert Einstein (1879–1955) das Problem auf seine Art. Darüber wird zu reden sein.

Dass das Himmelsblau keine Eigenfarbe der Luft sein kann und erst vor dunklem Hintergrund zur Geltung kommt, war bereits Leonardo da Vinci (1452–1519) klar gewesen, dem Renaissance-Allrounder.

Rayleigh-Streuung macht unseren Planeten einzigartig im Sonnensystem. Wer sich auf die Suche nach einer zweiten Erde begibt, sollte nach Exoplaneten mit diesem Merkmal Ausschau halten!

Der Februar 1871 war wissenschaftlich ein fruchtbarer Monat. So verkündete Charles Darwin (1809–1882) in einem voluminösen Werk seine Überzeugung, dass sich (A) der Mensch zwanglos in die Stammesgeschichte der Tiere einordne, was bis heute vielerorten als Degradierung empfunden wird, und dass (B) die „geschlechtliche Zuchtwahl“, Partnerwahl, neben der „natürlichen“ eine nicht minder wichtige Triebkraft bei der Herausbildung körperlicher Merkmale und Verhaltungsweisen spiele.

Darwin dachte nicht nur über den Mechanismus der Evolution nach, die „Zuchtwahl“ (Selektion). Er dachte weiter: Wie begann das Leben? Seine diesbezüglichen Spekulationen waren nicht für die Öffentlichkeit gedacht. Am 1. Februar 1871 äußerte Darwin in einer Notiz an seinen Freund, den Botaniker Joseph Dalton Hooker (1817–1911), etwas Bemerkenswertes: Angenommen in einem „kleinen warmen Tümpel“ wären alle Voraussetzungen zur Entstehung von Leben gegeben, so käme es doch nicht dazu. Unter heutigen Bedingungen würde neugebildetes Eiweis sofort von irgendjemanden verschlungen werden. An Darwins „kleinem warmen Tümpel“ als Wiege des Lebens könnte etwas dran sein. Lange ging man von der Lebensentstehung im Ozean aus. Doch wie findet in einer derart monströsen „Ursuppe“ ein abiogen entstandenes Molekül jenen Partner, der für die gegenseitige Vervielfältigung unerlässlich ist? Und die vieldiskutierte Lebensentstehung nahe heißer Quellen in mittelozeanischen Rücken? Hinweise, dass dort Aminosäuren synthetisiert werden, gibt es nicht. Darwins flacher „Tümpel“ ist vermutlich ein geeigneteres Plätzchen, die chemische Evolution anzukurbeln, als die offene See oder der unterseeische „Smoker“: Sonnenenergie (UV) ist reichlich vorhanden, neugebildete Moleküle können sich nicht mehr „verdünnisieren“, im Gegenteil, ihre Konzentration steigt, verdunstet Wasser, und es gibt mineralische Oberflächen mit katalytischen Eigenschaften. Begrenztheit dürfte die Bildung Oparin'scher Koazervattröpfchen – von einer halb-durchlässigen Membran eingeschlossene chemische Reaktoren – befördern. Eigentlich schade, dass Darwin so zurückhaltend war. Schon mit der Abfassung von „Entstehung der Arten“ (1859) hatte er sich ungebührlich viel Zeit gelassen – weil er die Veröffentlichung scheute.

Nach so viel Blick zurück sei etwas Gegenwart gewagt. Für den 18. Februar ist eine heikle Landung auf dem Mars geplant. Wieder kommt ein „Himmelskran“ zum Einsatz. Der NASA neuester Marsrover, „Perseverance“, der „Ausharrer“, begibt sich u. a. auch auf die Suche nach Relikten niederen Lebens in der Vergangenheit des Mars. Mit von der Partie: eine 2,8-kg-Drohne, die eine Kamera trägt und in der dünnen Atmosphäre aus der Höhe die günstigste Route über den Boden eines längst ausgetrockneten 49-km-„Tümpels“ ermitteln helfen soll. Die Gesteinssammlung soll später von einem anderen Raumfahrzeug übernommen und zur Erde gebracht werden.

Wir drücken der NASA die Daumen und wenden uns dem zeitlosen „Himmelsblau“ zu,

Ihr Hans-Erich Fröhlich

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