Alter des Universums: 13,8 Milliarden Jahre Der Blick in den Nacht
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Alter des Universums: 13,8 Milliarden Jahre Der Blick in den Nachthimmel ist ein Blick in die Vergangenheit. Da Licht eine begrenzte Geschwindigkeit hat, bringt es uns Botschaften von Sternen, die oft schon längst nicht mehr bestehen. Andromedagalaxie Entfernung: 2,5 Millionen Lichtjahre Ringnebel in der Leier Entfernung: 2300 Lichtjahre Kugelsternhaufen M80 im Skorpion Entfernung: 32,600 Lichtjahre Sombrerogalaxie Entfernung: 28 Millionen Lichtjahre Sanduhrgalaxie MyCn18 Entfernung: 8000 Lichtjahre Wagenradgalaxie Entfernung: 500 Millionen Lichtjahre Tiefste Bohrung Grönland: 3085 m Ältestes Eis: 123.000 Jahre und stammt aus der letzten Warmzeit. Tiefste Bohrung Antarktis: 3270 m Ältestes Eis: 900.000 Jahre und enthält Informationen aus 8 Eiszeitzyklen Die Konzentration von Kohlendioxid, Methan und Lachgas waren in den letzten 650 000 Jahren nie so hoch wie in unserer Zeit. Polareis Jedes Jahr entsteht an den Polen eine neue Eisschicht, die Luftbläschen aus der Atmosphäre und Staub aus Vulkanausbrüchen oder extraterrestrischen Ursprungs mit einschließen. So können Rückschlüsse auf Sonnenaktivität, Niederschläge und Lufttemperaturen in den Polargebieten über die letzten 1 Million Jahre gezogen werden. Es ist der einzige direkte Nachweis über die Zusammensetzung der Atmosphäre in der Vergangenheit. Alter der Erde: 4,5 Milliarden Jahre Ältestes Gestein: 3,8 Milliarden Jahre Älteste Fossilien: 3,5 Milliarden Jahre (Stromatolithen = biogene Sedimentgesteine) Jünger Älter Körperfossilien Vollständig oder teilweise erhaltene Körper von Lebewesen Steinkerne Innenabdruck im Sediment eines Körpers der sich aufgelöst hat und mit weiterem Sediment gefüllt wurde. Spurenfossilien Fußabdrücke und Bewegungsspuren Inkohlung Organische Stoffe werden unter Luftabschluss zu Kohlenstoff zersetzt Einschluss Lebewesen werden in Baumharz eingeschlossen, der sich in Bernstein umwandelt. Sedimente Um zu fossilieren, muss ein Körper in kurzer Zeit in schützendes Sediment eingebettet werden. Dies geschieht eher am Meeresboden oder am Boden eines Binnensees. Darum findet man eher versteinerte Organismen aus diesem Umfeld. Strahlentierchen oder Radiolarien sind einzellige Lebewesen mit Endoskelett, die als Plankton im Meer vorkommen. Die frühesten Radiolarien stammen aus der Zeit im Übergang zum Kambrium, also vor mehr als 540 Millionen Jahren, und vor der Entstehung aller heutigen Tierstämme im Meer. Sie helfen die Geschichte der Ozeane und des Klimas in früheren Zeiten zu rekonstruieren. Untersuchungen haben gezeigt, dass Pflanzen Erinnerungen an Reize, Verletzungen und Befall auch über sehr lange Zeiträume speichern können. Auch werden ständig bis zu 20 verschiedene Umweltparameter wie Licht, Schwerkraft, Temperatur und Feuchtigkeit überprüft und in elektrische Signale übersetzt, die gespeichert und verarbeitet werden. Botanisches Gedächtnis Allen Formen von Gedächtnis ist gemeinsam, dass sie Informationen codieren, speichern und abrufen. Ein Beispiel dafür, dass diese Prozesse auch bei Pflanzen stattfinden können, ist die Venusfliegenfalle. Wird nur eine der Fühlborsten auf einem Fangblatt gereizt, schnappt die Falle noch nicht zu. Zuerst codiert die Pflanze die Information der Berührung und speichert diese bis zu 20 Sekunden. Erst bei der Berührung einer zweiten Borste wird die Erinnerung an den ersten Reiz abgerufen und der Fangmechanismus innerhalb von 100 Millisekunden ausgelöst. Bei Berührung wird ein elektrisches Aktionspotenzial ausgelöst. Daraufhin öffnen sich Calcium-Kanäle, was einen schnellen Anstieg von Calcium-Ionen bewirkt. Ähnliche Prozesse finden auch zwischen menschlichen Neuronen statt. Schmale Ringe: Trockenheit, Feuer, Schädlingsbefall Ovale Ringe: Der Baum stand am Hang oder war starkem Wind von einer Seite ausgesetzt Bäume als Klimaarchiv Andrew E. Douglass (1867 - 1962), der die Methode zur Datierung anhand von Jahresringen von Bäumen begründete, war Astronom. Ihm zufolge werden nicht nur die klimatischen Wachstumsumstände in einem jährlichen Rhythmus in den Holzschichten niedergeschrieben, sondern auch Einflüsse der Sonnenaktivität. Sensorisches Gedächtnis Visuell sensorische Eindrücke werden für Millisekunden bis Sekunden unterbewusst zur Weiterverarbeitung gespeichert. Arbeitsgedächtnis Informationen werden vorübergehend gespeichert, um z.B. komplexe Sachverhalte zu begreifen, Sätze zu bilden und neues Wissen zu erwerben. Es wird im präfrontalen Cortex lokalisiert. Langzeitgedächtnis Unterscheidung zwischen dem deklarativen Gedächtnis einerseits, mit dem biografischen Gedächtnis und dem semantischen Gedächtnis (Fakten, Ereignisse), und dem prozeduralen Gedächtnis andererseits (motorische Fertigkeiten wie z.B. Radfahren). Lokalisiert im Neocortex und Temporallappen. Neuronale Netze Das menschliche Gehirn hat fast so viele Neuronen wie die Michstraße Sterne hat: 86 Milliarden. Jedes Neuron ist vernetzt über hunderte oder tausende von Synapsen. Erinnerungen werden in diesen Verbindungen gespeichert, die sich über die Zeit verstärken, neu entstehen und verändern können. Je nachdem wie lange eine Information gespeichert wird, unterscheidet man zwischen dem Sensorischen Gedächtnis (Ikonisches Gedächtnis), dem Arbeitsgedächtnis und dem Langzeitgedächtnis. Zelle mit Zellkern Zellkern mit Chromosomen Chromosom mit Genen DNA MIT Basenpaaren Das menschliche Genom besteht aus 3 Milliarden Basenpaaren DNA Das Genom ist die Gesamtheit aller Gene eines Lebewesens. Jede Zelle mit einem Nukleus enthält die gesamte Erbinformation. Die DNA ist ein Biomolekül, das im Normalzustand als Doppelhelix organisiert ist. Gene sind Einheiten auf der DNA, und eine Art Anleitung für den Aufbau von Proteinen. Gene sind auch dafür verantwortlich, dass bestimmte Merkmale vererbt werden. DNA ist außergewöhnlich stabil. Es kann nach Jahrtausenden noch aus Mammutknochen extrahiert werden, die trocken, kühl und in Dunkelheit konserviert wurden. Forscher nutzen bereits die Eigenschaften der DNA als sehr langlebiges Speichermedium mit extremer Informationsdichte. Berechnungen zufolge können in einem Gramm DNA etwas über zwei Petabyte, also rund 2,3 Millionen Gigabyte Platz finden. GELAS Gesellschaft für elektronische Archvierungssysteme mbH www.gelas.de Konzept und Gestaltung: Myriel Milicevic
