Santa Cruz (USA) – Bei der Suche nach Anzeichen von Technologien auf fernen erdähnlichen Planeten könnten sich Astronomen zukünftig nach großen Kohlevorkommen als Voraussetzung für eine Entwicklung hin zu modernen Technologien und möglicherweise auch für deren technologischen Aufstieg suchen. Die Folgerungen könnten bedeuten, dass hoch entwickelte Zivilisationen eher selten vorkommen.
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Wie das Team um Lincoln Taiz von der University of California, Santa Cruz aktuell im „Journal of Astrobiology“ (DOI: 10.1017/s1473550425100244) erläutern, spielte irdische Kohle eine Schlüsselrolle beim Übergang von vorindustriellen Gesellschaften zu einer industrialisierten Zivilisation. Die leicht zugänglichen, energiedichten Lagerstätten ermöglichten es unter anderem, ausreichend hohe Temperaturen für die Stahlproduktion zu erreichen. Stahl wiederum war notwendig, um Werkzeuge wie robuste Bohrer herzustellen, mit denen andere, meist tief liegende Energiequellen wie Öl- und Gasreserven erschlossen werden konnten. Diese fossilen Energieträger lieferten schließlich die Energiegrundlage für die technologischen Entwicklungen des 20. Jahrhunderts, darunter auch leistungsfähige Radar- und Funkanlagen. Ohne diese Infrastruktur, so die Autoren, wäre es unwahrscheinlich gewesen, dass unsere eigene Zivilisation in der Lage gewesen wäre, interstellare Kommunikationssysteme wie große Radioteleskope zu bauen.
Kohle als Grundvoraussetzung für interstellare Kommunikation
Seit rund sieben Jahrzehnten konzentriert sich die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) vor allem auf hoch entwickelte Zivilisationen, die über große Entfernungen hinweg Signale im Radio- oder optischen Spektrum senden können. Die neue Studie stellt jedoch die These auf, dass solche technologischen Fähigkeiten möglicherweise nur dort entstehen, wo zuvor ausreichend energiereiche fossile Brennstoffe – insbesondere Kohle – verfügbar waren.
Frühe Kohlebergwerke reichten häufig weniger als 30 Meter tief, während typische Ölbohrungen mehrere Kilometer unter die Oberfläche reichen. Ohne die initiale Nutzung von Kohle hätte die Menschheit diese tieferen Ressourcen vermutlich nicht erschließen können. Kohle, insbesondere zur Herstellung von Koks für Hochöfen, sei daher ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu komplexer Industrie und späterer Hochtechnologie gewesen.
Die Autoren schlagen deshalb vor, gezielt nach atmosphärischen Hinweisen auf industrielle Aktivität zu suchen, die mit der Verbrennung von Kohle zusammenhängen könnten. Eine Kombination aus dauerhaft erhöhten Konzentrationen von Kohlendioxid, Schwefeldioxid, Stickoxiden, Schwermetallen sowie ungewöhnlichen Partikeln wie Ruß wäre nach ihrer Einschätzung schwer allein durch natürliche Prozesse zu erklären.
Der Nachweis solcher Signaturen könnte auf eine Phase industrieller Entwicklung auf einem Exoplaneten hindeuten. Gleichzeitig betonen die Forscher, dass diese Phase vermutlich relativ kurz sei. Entsprechende technologische oder atmosphärische Spuren könnten daher rasch wieder verschwinden, was die Wahrscheinlichkeit einer Entdeckung deutlich verringert.
Beobachtungsprogramme müssten demnach gezielt nach solchen temporären, industriebedingten Veränderungen in Exoplaneten-Atmosphären suchen, um Hinweise auf technologisch aktive Zivilisationen zu erhalten.
Geologische und biologische Voraussetzungen
Ein weiterer zentraler Punkt der Studie betrifft die seltenen geologischen und biologischen Bedingungen, die zur Entstehung großer Kohlevorkommen führen. Auf der Erde entstanden rund 90 Prozent der Kohle, die später die Industrialisierung antrieb, während eines etwa 70 Millionen Jahre dauernden Zeitfensters im Karbon und Perm. Entscheidend war dabei auch die Plattentektonik, die durch die Bewegung und Kollision großer Lithosphärenplatten Senkungsgebiete schuf, in denen sich Pflanzenmaterial ansammeln und über geologische Zeiträume in Kohle umwandeln konnte. Ohne diese Prozesse wären die großen Lagerstätten möglicherweise nie entstanden.
Die Autoren halten es zudem für unwahrscheinlich, dass frühe Zivilisationen den Einsatz fossiler Brennstoffe vollständig durch alternative Energiequellen wie Kernenergie, Solar-, Wind- oder Wasserkraft ersetzen könnten. Diese Technologien basieren selbst auf fortgeschrittener Metallurgie und Ingenieurkunst, die erst durch die Nutzung fossiler Energieträger ermöglicht wurde.
Hinzu kommt ein weiterer Zufallsfaktor: Das zeitliche Zusammenspiel zwischen der Entstehung energiereicher Kohle und der Evolution intelligenter Lebensformen. Auf der Erde lag zwischen der Bildung großer Kohlevorkommen und dem Auftreten des Menschen ein Zeitraum von über 100 Millionen Jahren – ausreichend, damit die Ressourcen verfügbar waren, als sie benötigt wurden.
Insgesamt deutet die Studie darauf hin, dass die Kombination aus oxygenischer Photosynthese, geeigneten geologischen Prozessen, umfangreichen Kohlelagerstätten und der rechtzeitigen Entwicklung intelligenter Spezies äußerst selten sein könnte. Damit könnte technologisch fortgeschrittenes Leben im Universum noch seltener sein, als es selbst konservative Annahmen bislang vermuten ließen.
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Quelle: Journal of Astrobiology
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