Multiplanetare Spezies – nötig oder nicht?

Elon Musk spricht im Zusammengang mit seiner Marskolonie gerne davon, dass die Menschheit eine „multiplanetare Species“ sein muss, um der Vernichtung zu entgehen. Ich möchte jetzt nicht darauf eingehen wie sinnvoll ich diese Pläne halte, bzw. in wie weit sie mit dem Starship umgesetzt werden können. Ich werde nur am Schluss des Artikels darauf eingehen wie sinnvoll eine solche Kolonie gegenüber anderer Alternativen auf der Erde ist.

Der grundlegende Gedanke ist das die Menschheit aussterben könnte und da will ich zuerst einmal einige Ereignisse in der Vergangenheit diskutieren, die das Überleben der Menschheit gefährden können.

Schon in den wenigen Jahrtausenden welche die Menschheit existiert gab es einige kritische Situationen. Temperaturaufzeichnungen gibt es erst seit einigen Jahrhunderten, doch schriftliche Aufzeichnungen über Missernten oder einfach was man wo angebaut hat, geben Rückschlüsse auf früheres Klima. Dazu zwei Beispiele Im Mittelalter wurde in England Wein angebaut. Wein ist eine sehr wärmeliebende Pflanze, bei uns wächst sie vor allem an Südhängen in Flusstälern wo die warme Luft sich unten sammelt und es am meisten Sonnenschein gibt. In Deutschland gibt es kaum Anbaugebiete im Norden. In England, noch weiter nördlich, wächst heute kein Wein. Im Mittelalter war es also in Europa wärmer. In der Antike war Nordafrika eine wichtige Ressource für den Weizen den Rom benötigte. Damals war das Klima feuchter, heute wächst in Nordafrika kein Weizen mehr.

Es geht auch in die andere Richtung. Die „Kleine Eiszeit“ am nach dem Mittelalter und dauere vom 15 bis 19 Jahrhundert. Bilder aus dieser Zeit zeigen einen zugefrorenen Rhein, ebenso war nach Überlieferungen die Themse zugefroren und Manhattan konnte man zu Fuß über das Eis betreten.

Geht man weiter in die Vergangenheit so werden die Zeugnisse schwerer zu finden. Dann helfen weniger Überlieferungen als vielmehr Untersuchungen von Sedimenten die Pflanzenpollen einschließen. Der Pollen informiert über die Pflanzen die damals wuchsen und deren Ansprüche sind bekannt. Ebenso findet man in Sedimenten, aber auch ewigem Eis in Grönland oder der Antarktis Vulkanstaub oder Asche. In Eis kann man auch gasförmige Bestandteile von Vulkaneruptionen und das Verhältnis der Isotope nachweisen. Dieses schwankt mit der Temperatur. Das älteste so bekannte Ereignis einer Klimaabkühlung, das geschichtliche Bedeutung hatte, bergan um 22200 vor Christus. In dieser Zeit brach das alte Reich in Ägypten zusammen, das akkadische Reich und 2.000 vor Christus auch die Induskultur. Man fand Hinweise das sich das Klima damals änderte und die Hochkulturen die darauf ausgelegt wurden, das viele Bauern das Getreide ablieferten das man zur Ernährung der Armee, Verwaltung und der Fürsten und ihrer Diener benötigte, zusammenbrachen. Ende des römischen Reichs kühlte sich das Klima ebenfalls ab, das führte zur Völkerwanderung wenn Stämme auf dem Boden sich nicht mehr ernähren konnten gingen sie dorthin wo sie meinten das es bessere Böden gibt und schlussendlich führte es zum Untergang von Westrom.

Eine Rolle für Klimaänderungen spielen Vulkane. Große Vulkanausbrüche können enorme Mengen an Gasen und Staub ausstoßen, mit einer Wucht das sie lange in der Stratosphäre verbleiben. Der eine oder andere erinnert sich noch an den Ausbruch des Pinatubo 1992. Selbst bei uns, auf der anderen Seite der Welt, waren die Sonnenuntergänge bzw. die Zeit danach monatelang sehr farbenfroh durch das gestreute Sonnenlicht. Staub absorbiert Sonnenlicht, es dringt nicht zum Boden durch, das Klima wird kälter. Einen längeren Effekt hat das von Vulkanen ausgestoßene Schwefeldioxid. Schwefeldioxid bildet mit Wasser zuerst schwefelige Säure, diese oxidiert zur Schwefelsäure. Schwefelsäure hat einen sehr hohen Siedepunkt und bildet so in der Stratosphäre kleine Tröpfchen, Aerosole die ebenfalls das Licht zurückwerfen. Den Effekt erkannte man erstmals Anfang der Achtziger Jahre, als man sich in Computersimulationen damit beschäftigte, was bei einem Atomkrieg passiert. Dabei werden Partikel mit ähnlicher Wirkung in die Stratosphäre transportiert und man kam zu dem Schluss, dass selbst Länder die nicht beteiligt sind durch diese Partikel leiden müssen, man nannte das Phänomen „Nuklearer Winter“.

Einen Vulkan dingfest für eine Klimakatastrophe konnte man erstmals mit dem Ausbruch des Tambora im April 1815 machen. Die globalen Mitteltemperaturen sanken für ein Jahr je nach Region um 0,4 bis 0,8 Grad Celsius. In Europa sprach man vom Jahr ohne Sommer, Europa war besonders stark betroffen, auch weil 1813 es schon einmal eine kleinere Kältewelle gab.

Eine zweite Ursache sind Aktivitätsveränderungen der Sonne. Die kann man nicht messen, bzw. erst seit einigen Jahrzehnten, doch seit Erfindung des Teleskops gibt es Aufzeichnungen über die Zahl und Größe der Sonnenflecken. Dieser Zeitraum (ab 1610) liegt mitten in der kleinen Eiszeit sodass auffiel, das man über Jahrhunderte kaum Sonnenflecken sah und als das Klima wärmer wurden, gab es auch mehr Sonnenflecken.

Langfristige Klimaänderungen gibt es durch Schwankungen der Neigung der Erdachse und auch die Erdumlaufbahn kann in geologischen Zeiträumen mehr oder weniger exzentrisch werden. Der Mathematiker MilankoviÄ� identifizierte drei Zyklen, die mit der Präzession und Neigung der Erdachse und der Exzentrizität der Erdbahn zusammenhängen und in Kombination Zyklen bis zu einer Periode von 403.000 Jahren ergeben. Diese Milanković-Zyklen wurden für den Wechsel der Eiszeiten und Warmzeiten verantwortlich gemacht.

In diesem Zeitraum gab es schon Menschen. Der Neandertaler hat mehrere dieser Zyklen überdauert, aber er baute auch keine Zivilisation auf. Der heutige Mensch (Homo Sapiens sapiens) wanderte erst mit Beginn der noch immer andauernden Warmzeit aus Afrika aus. Betroffen waren bei den Eiszeiten vor allem die nördlichen Regionen während sich das Klima am Äquator kaum änderte. Das wird auch bei zukünftigen Klimaänderungen durch Bahn- und Rotationsachsenänderungen so sein. Es kann durchaus sein, dass Teile der Erdoberfläche unbewohnbar werden aber in anderen Gebieten wird man immer noch Landwirtschaft betrieben können. Die Menschheit wird also deswegen nicht aussterben. Ja es gibt durchaus Regionen, die von Klimaveränderungen profitieren können. Die Sahara ist heute eine Wüste, doch vor einigen Tausend Jahren lebten dort Menschen ihre Felszeichnungen zeigen Tiere die es heute nicht gibt und die man in Savannen findet wie Elefanten, Antilopen und Giraffen. In Grönland beginnt man nun mit dem Anbau von Gemüse und Obst, das vor wenigen Jahrzehnten dort nicht wuchs.

Langfristig verändert sich das Klima durch die Geologie. Dazu einige Beispiele aus dem Känozoikum, also der Zeit ab 65 Millionen Jahren. Zu Beginn der Epoche drifteten Amerika und Afrika immer weiter auseinander. Europa das vorher getrennt war, stieß mit Asien zusammen, ebenso Indien. Dabei wurden die Alpen und der Himalaja gebildet. Besonders die Bildung des Himalayas als sehr hohes und sehr ausgedehntes Gebirge hatte Folgen. Feuchte Meeresluft regnete am Himalaja ab und das Land nördlich ist viel trockener. Vergleicht man Kanada und Russland/Mongolei die auf den gleichen Breitengraden liegen, so fällt dies auf In Asien ist es trockener, gibt es mehr Tundra als Wälder. Am Ende der Kreide gab es eine starke vulkanische Aktivität die zu einer Abkühlung führte. Als Folge blieb nun auf der Antarktis gefallener Schnee liegen. Schnee reflektiert das Licht, so kühlte die Antarktis noch stärker ab und weiterer gefallener Schnee führte zu einer kilometerdicken Eisschicht, was das Weltklima weiter abkühlte. Die Eiszeiten kamen dadurch zustande das vor 2,5 Millionen Jahren Nord- und Südamerika zusammenstießen und damit der Golfstrom nicht in den Pazifik abfließen konnte. Er wurde nach Norden abgelenkt, kühlte ab und brachte damit Feuchtigkeit in der Luft zum Kondensieren die im Norden als Schnee niederging. So vereiste auch Grönland und diese Insel wirkte als Keim für sich ausbreitende Eismassen – bis heute. Der Nordpol kann im Sommer eisfrei sein, Grönland ist es im Inneren nie.

Wir können zahlreiche Masseaussterbeereignisse mit dem Klima zusammenbringen. Die Ursachen für die Klimaveränderungen können unterschiedlich sein. Die Sonne kann eine geringere Aktivität haben, das soll in der Erdfrühzeit sogar nach einer Hypothese bis zum Vereisen des gesamten Planeten geführt haben („Schneeball Erde“). Vulkane können Kohlendioxid ausstoßen das als Treibhausgas wirkt, Vulkane können aber auch die Sonnenlicht absorbierenden Stäube und Schwefeldioxid auswerfen. Für eine globale Klimaveränderung reicht aber kein einzelner Vulkanausbruch. Für die größte Aussterbewelle, an der Grenze von Perm zu Trias wird der sibirische Trapp, eine 2 Millionen Quadratkilometer, bis zu 2.400 m dicke Schicht aus Vulkanasche verantwortlich gemacht. Selbst Vulkane benötigten Tausende bis Millionen von Jahren um diese Schicht zu bilden.

Alle diese Ereignisse verlaufen aber über geologische und anders als die Tiere und Pflanzen sind Menschen anpassungsfähig, können in Gebiete umsiedeln in denen wir Landwirtschaft betrieben können. Sicher werden nicht bei einer großen Änderung des Klimas alle 8 Milliarden Menschen überleben, doch selbst wenn es nur ein Zehntel sind oder ein Hundertstel, so wären das doch ein Vielfaches dessen was auf dem Mars in einer Kolonie leben würde und die Menschheit würde nicht aussterben.

Wenn man dann über noch längere geologische Zeiträume nachdenkt, dann fallen einem etliche Dinge ein, die es im Lauf der Erdgeschichte gab und die wohl gravierenden Einfluss auf uns haben würde. Sowohl der Sauerstoff- wie Kohlendioxidgehalt schwankte in den letzten 400 Millionen Jahren – so lange gibt es Leben auf dem Land extrem. Das hätte massive Auswirkungen auf die Landwirtschaft und das Klima. Ebenso waren die Kontinente mal getrennt wie heute, oder sie waren zu einem Superkontinent vereint bei dem dann jenseits eines Streifens an der Küste kontinentales Klima herrschte, das heißt es regnete nur an den Küstenregionen ab, da der Großteil der Luftfeuchtigkeit aus den Ozeanen stammt. Als Folge breitete sich damals in Gondwana, so hieß der Superkontinent im Inneren eine Wüstenregion aus.

Aber all das sind relativ langsame Ereignisse, an die wir uns anpassen können. Derzeit verändern wir das Klima in einem Tempo, das weitaus schneller ist als jemals eine Klimaveränderung in der Erdgeschichte, Selbst der Übergang von Warm- zu Eiszeiten der nach der Forschung innerhalb weniger Jahrhunderte bis zu einem Jahrtausend geschah, ist dagegen langsam.

Ich denke Elon Musk denkt an ein Ereignis, wenn er meint, man müsste auf den Mars auswandern. Das ist der Einschlag eines 10 bis 20 km großen Asteroiden vor 65 Millionen Jahren an dem Golf von Mexiko, der das Massenaussterben der Dinosaurier und anderer Arten am Ende der Kreide auslöste, auch wenn die Forschung davon ausgeht, das es schon vorher eine Artenverarmung durch die Bildung des Kreide-Trapp durch vulkanische Aktivität und damit die Emission von Treibhausgasen gab.

Die Folgen eines solchen Einschlags kann man heute selbst nachvollziehen. Es gibt das Earth-Impact Programm, Ich habe mal den Einschlag eines 15 km Stein-Asteroiden mit 17 km/s simuliert. Noch in 1000 km würde der Feuerball alles zum Brennen bringen (60 mal intensiver als die Sonne), 41 cm Injekta würden in dieser Entfernung fallen, allerdings keine größeren Brocken, eine Druckwelle von 1,83 Bar würde einen Großteil der mehrgeschossigen Häuser zerstören. In 3.000 km Distanz ist der Feuerball unter dem Horizont und die Druckwelle ist auf 0,22 Bar abgefallen, was immerhin zum Brechen von Zweigen und Verlust der Blätter von Bäumen führt, Gebäude bleiben aber unbeschädigt.

Das heißt ein solcher Einschlag kann ein ganzes Land auslöschen und einen Kontinent verwüsten. Aber der Einfluss auf entfernte Gebiete wäre gering. Im Falle des Einschlags an der Kreide-Tertiärgrenze wäre Mittelamerika und die USA und die nördlichen Staaten Südamerikas also stark betroffen, in Europa, sowie Afrika und Asien würde nicht viel passieren. Nun schlug der Asteroid aber im Wasser ein. Das erzeugt eine Flutwelle die um den ganzen Planeten läuft und in einer unerreichten Höhe dann durchaus die Küstengebieten auch bei uns bis weit ins Land hinein verwüsten würde. Trotzdem – ist man weit genug weg im Landesinneren, sagen wir mal in Russland so würde man auch davon nichts merken. Warum sind damals die Dinosaurier ausgestorben?

Es war der Einschlag in einen Boden mit größeren Mengen an Gips, chemisch Calciumsulfat. Durch die Hitze des Einschlags wurde das aufgespalten in Calciumoxid und Schwefeldioxid und das erzeugte, wie oben schon erwähnt eine dauerhafte Aerosolschicht die rund um den Globus sich ausbreitete und für Jahre das Sonnenlicht abschwächte, was zum Absterben der meisten Pflanzen führte und damit zum Abreißen der Nahrungskette.

Doch wir sind nicht die Dinosaurier wie könnten zwar einen solchen Einschlag mit der heutigen Technik nicht abwehren, aber mit den Folgen umgehen. Selbst im Falle eines nuklearen Winters kann man noch Landwirtschaft in Gewächshäusern unter künstlerisch Beleuchtung durchführen. Die Energie könnten Windkraftanlagen sowie die verpönten Atom- und Kohlekraftweke liefern. Sicher würde nur ein Teil der Menschheit überleben, aber sie würde überleben und es wären mehr Menschen als jemals in einer Marskolonie leben würden. Im Übrigen benötigt diese genau dieselbe Technologie um überhaupt Landwirtschaft betreiben zu können, denn auf dem Mars kommt nur 40 % der Sonneneinstrahlung der Erde an und die Atmosphäre ist viel zu dünn um ohne Schutz Landwirtschaft zu betreiben, von der UV-Strahlung die ungefiltert die Oberfläche erreicht, ganz zu schweigen. Eher wird anders ein Schuh draus. Sollte eine solche Kolonie jemals autonom sein (das bedeutet aber auch das sie alle Güter selbst herstellt, von der Rohstoffgewinnung bis zum fertigen Smartphone) dann wäre sie durch Impfakte viel mehr gefährdet denn unsere Erdatmosphäre schützt uns wenigstens vor den kleineren Brocken. Alles was in etwa kleiner als 20 bis 100 m ist (je nach Dichte, Einfaltwinkel und Geschwindigkeit) zerbricht schon in der Atmosphäre und richtet wenig Schaden an. Auf dem Mars kämen solche Brocken bis zur Oberfläche durch.

Das Hauptargument gegen dieses Szenario ist aber, dass es wahrscheinlich keinen weiteren solchen Brocken mehr gibt. Seit Jahrhunderten werden Asteroiden entdeckt, inzwischen gibt es mehrere Suchprogramme die automatisiert den Himmel absuchen (und die nebenbei bemerkt vom Starlink Netzwerk mit dem Musk seine Marspläne finanzieren will beeinträchtigt werden). Die Wahrscheinlichkeit das ein so großer Asteroid unentdeckt bleibt ist fast Null. Das größte bekannte Objekt das die Endbahn kreuzt ist der Asteroid (1866) Sisyphus mit 8,5 km Durchmesser der 1972 entdeckt wurde. Die Zahl der entdeckten asteroiden ist durch die Suchprogramme rapide angestiegen. 1990 kannte man 63 dieser Asteroiden, 2011 bereits 4.111. Fast alle die neu entdeckt werden sind kleiner als 1 km. Das ist 15-mal kleiner als der obige Asteroid und entspricht rund 4.000-mal weniger Energie. Ein solcher Asteroid ist eine Katastrophe für ein Land, aber nicht für die Menschheit. Geplant ist der Start eines Weltraumteleskops das eine Lücke schließen soll – Asteroiden, die von uns aus gesehen sicher immer nahe der Sonne befinden und nur kurzzeitig die Erdbahn kreuzen, also fast immer innerhalb der Erdbahn blieben, sind schwer zu entdecken. Die Mission Neo Surveyor der NASA wird in 5 Jahren diese Lücke schließen und 90 Prozent aller potenziell gefährlichen Asteroiden mit einem Durchmesser von 140 m erfassen. Bei einem Einschlag eines solchen Körpers in Berlin wäre die Innenstadt ein Krater, Ejekta kämen im ganzen Stadtgebiet runter und Brandenburg würde noch etwas Asche (< 1 cm) erhalten. Noch etwas größer wäre die Feuerwolke, welche die halbe DDR erreicht und seismische Wellen würde man noch im Hamburg spüren, doch ich in Baden-Württemberg würde von dem Einschlag schon nicht mehr mitbekommen.

Mit 140 m Größe haben wir aber eine Grenze erreicht, in der wir sowohl versuchen können den Asteroiden abzulenken – der Mond Dimorphos auf dem DART letzten September einschlug hat einen Durchmesser von 160 bis 170 m, ist also schon über dieser Grenze und dessen Bahn wurde durch den Einschlag einer nur 550 kg schweren Sonde schon beeinflusst. Dabei war das eine eher kleine Raumsonde, ohne Spurenstoff oder gar Atombombe. Gelingt so eine Abwehr nicht oder haben wir nicht die Zeit dazu, so können wir evakuieren – in diesem Falle in etwa eine Zone von 10 km um den Einschlagsort. Das wären bei einer Großstadt viele Menschen, aber denken wir an Hurricanes oder Cyclone welche die Küste dichtestbesiedelter Gebiete erreichen, da müssen sich auch Millionen auf den Weg ins Landesinnere machen.

Eine Marskolonie hätte wohl kaum die Chance Abwehrmaßnahmen zu ergreifen und woanders hinziehen kann sie auch nickt, weil auf dem Mars das Leben außerhalb eines künstlich geschaffenen Bereichs mit regulierter Atmosphäre und Temperatur unmöglich ist. Anders ausgedrückt: Selbst in der Antarktis lebt es sich leichter als auf dem Mars. Die Temperaturen sind höher und man kann ohne Raumanzug leben.

Das Hauptargument gegen diese Vorstellung der multiplanetaren Spezies ist aber die, das sie voraussetzt, das es gelingen kann eine zweite Zivilisation auf dem Mars aufzubauen. Das ist mit den Mitteln von SpaceX nicht möglich. Mit dem Starship wird man vielleicht einige Hundert oder Tausend Tonnen auf den Mars befördern können – es gibt ja nur Gelegenheiten alle zwei Jahre. Das reicht für eine Kleine Kolonie von vielleicht einigen Dutzend Personen. Eine Gesellschaft dieser Größe kann auf der Erde mit Mühe Selbstversorger bei der Nahrung sein, mehr nicht. Alles andere benötigt sie von außen , bei einer Marskolonie von der Erde. Ich würde sogar noch weiter gehen – nicht mal die Selbstversorgung mit Nahrung wird gelingen. Denn man kann nicht einfach mal mit einfachen Werkzeugen Land urbar machen und die vorherige Vegetation entfernen. Dann etwas aussäen und warten das es wächst – Regen und Sonne kommen von alleine. Auf dem Mars geht das alles nur in Gewächshäusern mit Substraten, Heizung, Bewässerung und künstlicher Beleuchtung und nun stelle man sich mal deren Größe vor, um alle Nahrungsmittel für die Kolonie anzubauen.

Wie wir wissen – spätestens seit den Lieferschwierigkeiten mit Covid-19 – ist Deutschland nicht autark, und wir sind über 80 Millionen Menschen. Nord Korea bemüht sich Autarke seit Jahrzehnten zu erreichen, und hat sie nicht, dabei leben die Menschen dort in einem Lebensstandard auf den wohl niemand freiwillig zurückfallen will. Damit eine Mauszivilisation „autark“ von der Erde ist, wird sie also sehr groß sein müssen, Millionen von Menschen umfassen. Damit reden wir aber von einem Projekt das um Größenordnungen größer ist als was SpaceX, ja sogar die Menschheit insgesamt derzeit leisten kann. Vielleicht kann man es in einigen Jahrhunderten, aber bei solchen Zeiträumen spielt es dann keine Rolle ob nun der erste Schritt einige Jahrzehnte früher oder später stattfindet.

Meiner persönlichen Meinung nach geht es darum, eine Fanbase aufzubauen die SpaceX in den News halten. Damit kann man den hypothetischen Firmenwert steigern, der wiederum wichtig ist wenn Musk oder andere Investoren Anteile verkaufen um frisches Geld für Starlink und Starship einzutreiben.

Tesla zeigt ja wie wichtig die Stimmung ist. Der rapide Kursverfall in den letzten Monaten soll auch auf Musk und sein Agieren bei Twitter zurückzuführen sein. Das der Kurs sich nicht an der Ökonomie orientierte zeigt sich auch: Tesla machte jahrelang keine Gewinne und der Kurs steig trotzdem. Seit einiger Zeit machen sie Gewinne, letztes Jahr sogar einen Rekordgewinn von 22 Mrd., aber der Kurs fällt. Musk spricht nach dem Rekordjahr 2022 nun sogar von einer Rezession.