Urknall

Der Urknall, das weiss heute jeder, ist das Riesengetöse vor rund 14 Milliarden Jahren, womit alles begann. Genau vor 13’800’000’000 Jahre. Eindrücklich, die vielen Nullen. Nur sagen sie mir nichts. Milliarden Jahre, Millionen Jahre, tausende von Jahren. Das ist nicht nur lange her. Das ist ein unvorstellbar grosser Zeitraum. Der Mensch mit seinen Talenten ist nicht in der Lage, solche riesigen Epochen mit seinem Verstand zu erfassen. Unser Zeitgefühl, welches im Alltag bei Jahr, Tag und Minute so gut funktioniert, lässt uns bei erdgeschichtlichen Äonen im Stich. Schon bei mehr als tausend Jahren ist es unscharf.

Die Computertechnik hat uns in den letzten Jahren zwar ein bisschen daran gewöhnt. Da ist von Megabyte/Gigabyte/Terabyte die Rede. Ein Speichervolumen von 10 Terabyte. Eine Eins mit dreizehn Nullen. Diese Begriffe werden so dahergeredet. Wirklich erfassen um was es da geht, das geht nicht. Es ist zu hoch für unseren Verstand.
Als Beispiel:
Die Dinosaurier, die grössten Tiere, die je gelebt haben, beherrschten im Erdmittelalter unseren Planeten während 150 Millionen (150’000’000) Jahren. Sie lebten in der Jura-Kreidezeit zweihundert Millionen Jahre vor heute. In der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts brach eine eigentliche Dinosauriermanie aus. Vor allem die Kinder liebten die Dinos. Niemand aber wusste genau, wann das war.

Ich kann es nicht lassen. Ich möchte mir von diesen grossen Zahlen einen Begriff machen. Ich brauche eine Eselsbrücke.
Um die Zeitverhältnisse seit dem Urknall zu vergegenwärtigen, bleibt nichts anderes übrig, als sich an diese Riesengrössen zu gewöhnen. Sie müssen in Fleisch und Blut übergehen. Was bei uns ein Jahr ist, entspricht in der Erdgeschichte einer Milliarde. Ein Monat wird zu ungefähr 83 Millionen. Der Tag zu knapp drei Millionen Jahren Eine Stunde wäre in diesem System ungefähr 1’250 Menschenleben.

Viel weiter hilft uns dieses Gedankenspiel nicht. Es braucht eine andere Veranschaulichung. Ein Bild, welches die Enormität dieser Zeitintervalle vor Augen führt. Uns erahnen lässt, worum es sich handelt.
Liebe Leserin, lieber Leser, ich bitte Sie mit mir ein Experiment zu machen.
Angenommen ein alltägliches, uns bekanntes Erdenjahr werde zu einem Quadratmeter Bodenfläche. Dann entspräche ein Quadratkilometer einer Million Jahre oder hundert Fussballfeldern. Die Bodenfläche des Kantons Zürich stände für 1,8 Milliarden Jahre. Um die Zeit vom Urknall bis zu unserer Zeitrechnung zu visualisieren, bräuchte man sieben Mal den Kanton Zürich. Echt gross! Für die Dinos-Epoche genügte der Kanton Zug.
Danke fürs Mitmachen, lieber Leser. Allzu gut läuft es immer noch nicht. Viel haben wir im Umgang mit grossen Zahlen nicht dazu gelernt.
Ein letzter Versuch: Für die Zeit von heute bis zum Big Bang müsste man 140 Millionen Menschenleben hintereinanderschalten.
Für uns ist ein Menschenleben wichtig. In den Dimensionen der Erdgeschichte ist es ein Wimpernschlag.

Gehen wir davon aus, wir hätten uns an die grossen Zeitspannen gewöhnt und könnten damit umgehen wie mit dem Einmaleins.
Zwei neue Fragen drängen sich jetzt auf:

  1. Wieviel Zeit verstrich seit Anbeginn, bis das erste Leben auf unserem Planeten auftauchte?
  2. Ist es möglich, dass aus lebloser Materie Leben entsteht?

Erste Antwort:
Es dauerte rund 10 Milliarden Jahre. Das Leben begann vier Milliarden vor heute.
Zweite Antwort: Ja

Zuvor noch eine Klärung:

  • Wann kann von Leben gesprochen werden?
  • Was ist Leben?

Wenn ich über das System Leben nachdenke, fallen mir spontan ein paar Begriffe ein: Fortpflanzung. Stoffwechsel. Hoch organisiert. Anpassungsfähig. Wachstum. Und nicht vergessen, die Desoxyribonukleinsäure (DNS) und die Gene.
Das Leben, wie es auch ist, es ist gut und es ist ein kompliziertes aus vielen Einzelteilen zusammengesetztes Ganzes.
Verfolgen wir die Entstehungsgeschichte, so treten ein paar Besonderheiten zu Tage. Die DNS, auf der das Leben beruht, brauchte 8-9 Milliarden Jahre, bis sie lebensfähig war. Dann entstanden Bakterien, Pilze, Pflanzen, Tiere und Menschen. Das Erstaunliche daran ist, dass es für den Aufbau dieses Makromoleküls nur sechs Elemente benötigte. Drei gasförmige, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Drei Festkörper, Kohlenstoff, Phosphor und Schwefel. Nicht allzu lange nach dem Urknall stand ein Arsenal von etwas über neunzig Elementen zur Verfügung. Für den Bau des Lebens wurden aus diesem Angebot bloss sechs einfach gebaute Atome ausgewählt. Äusserst sparsam, äusserst genial.
Aus diesen sechs Elementen entstanden zwei Bausteingruppen, die Aminosäuren, zwanzig Stück und die Nukleotide, vier Stück.
Bis aus diesen vierundzwanzig Legosteinen die DNS aufgebaut war, verfloss viel Zeit. Es brauchte noch Wasser und Energie. Der Prozess fand in einer sehr unwirtlichen Umgebung statt. Auf der Erde herrschte ein flächenweiter Vulkanismus. Temperaturen stiegen über 1000°C. Die ultraviolette Strahlung trieb ihr Unwesen. Ein Dauerregen während 40’000 Jahre ergoss sich vom Himmel. Das alles in einer hochgiftigen Atmosphäre. Aus dem Weltall prasselte in einem nicht enden wollenden Bombardement Materie auf unseren Planeten ein. Eiszeiten bremsten diese Dynamik. In einem solchem Ort der Verdammnis entstanden, tief unten in den Meeren, die Bakterien.
Damit war das Leben geboren. Jetzt kam Bewegung in die Bude. Die Photosynthese lieferte den Luftsauerstoff für die Gasatmosphäre. Die Lebewelt, wie wir sie kennen, entwickelte sich.
Damit war klar, es kann Leben aus lebloser Substanz entstehen. Von Anfang an war ein solcher Vorgang in einem Wechselspiel von Energie und Materie programmiert. Einmal da, wird das Leben ein stetiges Dasein pflegen. Solange bis die Erde ihre Existenz aufgibt.

Liebe Leserin, ich kann sie noch nicht aus dem so schwer verständlichen Umgang mit den Zeiträumen und Zahlen entlassen. In den letzten 500 Millionen Jahren fanden auf unserem Planeten fünf Klimakatastrophen statt. Erzeugt wurden sie durch Eiszeiten, Vulkanismus und das Herabstürzen von Asteroiden aus dem Weltall. Dabei wurden um die 80% der lebenden Arten ausgelöscht. Ein richtiges Massenaussterben der Arten. Einmal wurde es sehr knapp. Es blieben nur 2% der Arten übrig. Von dort an, es war vor 365 Millionen Jahren, gab es einen veritablen Neustart. Neues Leben wuchs aus den Trümmern. Artensterben gehört zur Evolution. Es herrscht ein stetes Kommen und Gehen. Wie wir das bei den grossen Kulturen, bei den Ägyptern, den Sumerern, den alten Griechen und Römern, bei den Inkas, den Azteken und sogar bei den Dinos feststellen konnten.
Der Jetztzeitmensch, taucht vor rund 35’000 Jahren in Erscheinung. Der verständige Mensch, der homo sapiens, erobert den Planeten.
Mengenwechsel!
Jetzt, wo wir uns so richtig an die grossen Zeiträume gewöhnt haben, sprechen wir nur noch von ein paar schlappen Tausendern. Schrieb ich vorhin von einem Wimpernschlag, so handelt es sich immer noch um 350 Menschenalter oder achtzehn Mal die Zeit von Christi Geburt bis heute. So lange bewohnt der Mensch, wie wir ihn kennen, den Planeten.
Wir sind zusammen in die grossen Zahlen eingetaucht. Wir haben den sehr langen, komplizierten Prozess der Herstellung der DNS erkundet. Dann konnten wir feststellen, dass das Artenaussterben zur Evolution gehört.

Da brennt nur noch eine letzte Frage unter den Nägeln.
«Wie steht es mit dem homo sapiens von heute und mit seiner Kultur? Wird sie vielleicht auch einmal vom Planeten verschwinden? Wird es in Zukunft wieder zu einem Aussterben kommen?»

Wir werden das sicher nicht erleben. Aber ich halte es für sehr wahrscheinlich. Das Leben wird nicht verloren gehen. Es wird zu einem Neustart ansetzen. Es werden neue Bakterien, Pilze, Pflanzen und Tiere keimen. Wahrscheinlich ein – zwar völlig anderer – neuer homo sapiens entstehen. Er wird die Erde wieder erobern. Das wird lange dauern, viel Zeit beanspruchen.

Aber davon haben wir ja im Überfluss. Milliarden von Jahren.

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Big Bang

Le big bang, tout le monde le sait aujourd’hui, est l’éclatement géant qui, il y a environ 14 milliards d’années, a tout déclenché. Il y a exactement 13 800 000 000 d’années. Impressionnant, tous ces zéros. Sauf qu’ils ne signifient pas grand-chose pour moi. Des milliards d’années, des millions d’années, des milliers d’années. Cela ne date pas seulement d’hier. C’est un laps de temps inimaginable. L’homme avec ses talents n’est pas capable d’appréhender avec son esprit des échéances aussi vastes. Notre sens du temps, qui fonctionne si bien dans la vie quotidienne avec l’année, le jour et la minute, nous laisse tomber dès qu’on parle des éons historiques planétaires. Avec plus de mille ans, elle devient déjà floue.
La technologie informatique nous a quelque peu habitué à ces ordres de grandeur ces dernières années, c’est certain. On y parle de mégaoctets/gigaoctets/téraoctets. Un volume de stockage de dix téraoctets. Un un avec treize zéros. Ces termes font l’objet d’une grande publicité. Mais il n’est pas possible de réellement saisir ce dont il s’agit. Cela dépasse notre entendement.
Un exemple :
Les dinosaures, les plus grands animaux qui aient jamais vécu, ont dominé notre planète pendant 150 millions (150.000.000) d’années au Moyen-Âge planétaire. Ils ont vécu dans la période jurassique et crétacée deux cents millions d’années avant aujourd’hui. Au milieu du XXe siècle, une véritable manie des dinosaures avait éclaté. Les enfants aimaient particulièrement les dinos. Mais personne ne savait exactement quand c’était.

Je n’y peux rien. Je veux comprendre ces énormes chiffres. J’ai besoin d’un moyen mnémotechnique.
Pour visualiser les relations temporelles depuis le Big Bang, il n’y a pas d’autre moyen que de s’habituer à ces grandeurs géantes. Elles doivent devenir une seconde nature pour nous. Ce qui est une année pour nous correspond à un milliard d’années dans l’histoire de la Terre. Un mois devient environ 83 millions. Un jour à peu près 3 millions ans. Une heure dans ce système représenterait environ 1 250 vies humaines.
Ce jeu d’idées ne nous aide pas beaucoup. Nous avons besoin d’une autre illustration. Une image qui démontrerait l’énormité de ces intervalles de temps. Qui nous donnerait une idée de ce dont il s’agit.

Cher lecteur, je vous prie de vous joindre à moi pour une expérience mentale.
Supposons qu’une année terrestre connue de nous tous devienne un mètre carré de surface au sol. Un kilomètre carré correspondrait alors à un million d’années ou à une centaine de terrains de football. La superficie du canton de Zurich représenterait 1,8 milliards d’années. Pour visualiser la période allant du Big Bang à notre propre époque, il faudrait sept fois la taille du canton de Zurich. Véritablement grand ! Pour l’époque des dinosaures, le canton de Zoug suffirait.
Merci de votre participation, cher lecteur. Mais les choses ne vont pas encore très bien. Nous n’avons pas appris grand-chose en traitant ces grands chiffres.
Une dernière tentative : pour la période allant jusqu’au Big Bang, il faudrait relier 140 millions de vies humaines en série.
Pour nous, une vie humaine est certes importante. Dans les dimensions de l’histoire de la Terre, c’est un battement de paupière.

Supposons que nous nous soyons habitués à ces longues périodes et que nous puissions les traiter comme s’il s’agissait d’une table de multiplication.
Deux nouvelles questions se posent dès lors :

  1. Combien de temps s’est-il écoulé depuis le début des temps avant l’apparition de la première vie sur notre planète ?
  2. Est-il possible que la vie naisse d’une matière inanimée ?

Première réponse :
Cela a duré environ 10 milliards d’années. La vie a commencé quatre milliards avant aujourd’hui.
Deuxième réponse :  Oui

Tout d’abord, une précision :

  • Quand peut-on parler de vie ?
  • Qu’est-ce que la vie ?

Quand je pense au système de vie, quelques termes me viennent à l’esprit : la reproduction. Le métabolisme. Hautement organisé. Adaptable. La croissance. Et n’oubliez pas l’acide désoxyribonucléique (ADN) et les gènes.
La vie, telle qu’elle est, est bonne et c’est un tout compliqué composé de nombreuses parties.
Si l’on suit l’histoire de sa création, quelques particularités apparaissent. L’ADN, sur lequel la vie est basée, a mis 8 à 9 milliards d’années pour devenir viable. Puis les bactéries, les champignons, les plantes, les animaux et les humains sont apparus. Ce qui est étonnant, c’est qu’il n’a fallu que six éléments pour construire cette macromolécule. Trois gaz, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote. Trois éléments solides, le carbone, le phosphore et le soufre. Peu de temps après le Big Bang, un arsenal d’un peu plus de quatre-vingt-dix éléments était disponible. Pour la construction de la vie, seuls six atomes extrêmement simples ont été sélectionnés parmi cette panoplie. Extrêmement économique, extrêmement ingénieux.
À partir de ces six éléments, deux groupes de blocs de construction ont été formés, les acides aminés, vingt en nombre, ainsi que quatre nucléotides.
Beaucoup de temps s’est écoulé avant que l’ADN ne soit construit à partir de ces vingt-quatre briques Lego. Elle avait encore besoin d’eau et d’énergie. Le processus s’est déroulé dans un environnement très inhospitalier. La Terre connaissait une activité volcanique. Les températures dépassaient les 1000°C. Le rayonnement ultraviolet était omniprésent. Une pluie continue pendant 40’000 ans s’est déversée du ciel. Tout cela dans une atmosphère hautement toxique. Venant de l’espace, de la matière a bombardé notre planète sans relâche. Les périodes glaciaires ont ralenti cet élan. Dans un tel lieu de perdition, au fond des océans, des bactéries sont apparues.
Ainsi, la vie était apparue. Et les choses commencèrent à bouger. La photosynthèse a fourni l’oxygène atmosphérique pour l’atmosphère gazeuse. Le monde vivant tel que nous le connaissons était en pleine évolution.
Il était clair, que la vie pouvait naître de la matière inanimée. Dès le début, un tel processus a été programmé dans un jeu d’énergie et de matière. Une fois en place, la vie se maintient. Jusqu’à la fin des temps.

Chère lectrice, je ne peux pas encore vous libérer du traitement si difficile à comprendre des périodes de temps et des énormes chiffres. Au cours des 500 derniers millions d’années, cinq catastrophes climatiques ont eu lieu sur notre planète. Elles ont été générées par les périodes glaciaires, le volcanisme et la chute d’astéroïdes de l’espace. Au cours de ce processus, environ 80 % des espèces vivantes furent anéanties. Une véritable extinction de masse des espèces. À un moment donné, c’était devenu très limite. Il ne restait plus que 2 % des espèces. À partir de là, c’était il y a 365 millions d’années, il y a eu un véritable redémarrage. Une nouvelle vie est née des décombres. L’extinction des espèces fait partie de l’évolution. Il existe un va et vient constant. Comme nous l’avons vu avec les grandes civilisations, les Égyptiens, les Sumériens, les Grecs et les Romains, les Incas, les Aztèques, et même les dinos.

L’homme d’aujourd’hui, apparaît il y a environ 35 000 ans. L’homme intelligent, l’homo sapiens, conquiert la planète.
Changement de nombre !
Maintenant que nous nous étions un peu habitués aux grandes périodes, nous ne parlons plus que de quelques mollassons milliers d’années. Si j’ai parlé tout à l’heure de battement de paupière, nous parlons toujours encore de 350 vies humaines, soit dix-huit fois le temps écoulé depuis la naissance du Christ jusqu’à aujourd’hui. C’est la durée de temps, où l’homme tel que nous le connaissons a habité la planète.
Nous avons été plongés ensemble dans ces grands nombres. Nous avons exploré le processus très long et compliqué de fabrication de l’ADN. Nous avons alors pu constater que l’extinction des espèces fait partie de l’évolution.
Une dernière question brûle dans nos esprits.

“Qu’en est-il de l’homo sapiens aujourd’hui et de sa culture ? Peut-être disparaîtra-t-elle aussi un jour de la planète ? Y aura-t-il une autre extinction dans le futur ?”

Nous ne serons probablement pas spectateurs de ces faits. Mais je pense, que c’est très vraisemblable. La vie ne sera pas perdue. Elle prendra un nouveau départ. De nouvelles bactéries, de nouveaux champignons, de nouvelles plantes et de nouveaux animaux germeront. Il est probable qu’un nouvel homo sapiens émergera – bien que très différent. Il va de nouveau conquérir la Terre. Cela durera longtemps, prendra beaucoup de temps.

Mais de cela, nous en avons une pléthore. Des milliards d’années.

 

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