Von Ultraviolett zu Infrarot

Wir haben erwähnt, dass die kürzesten und längsten elektromagnetischen Wellenlängen in einem Verhältnisbereich von 1:10²⁵ liegen. Ferner erwähnten wir, dass die, von den Strahlen getragenen Energiemengen umgekehrt proportional zu deren Wellenlängen sind, d.h., dass kürzere Wellenlängen größere Energiemengen befördern als längere. Ein weiterer Unterschied hängt damit zusammen, welche Auswirkungen Strahlungen mit verschiedener Wellenlänge auf die Materie haben.

Die Strahlen mit den kürzesten Wellenlängen (in ansteigender Ordnung) sind die Gammastrahlen, Röntgenstrahlen und ultraviolettes Licht. Diese sind aufgrund ihres hohen Energieniveaus in der Lage, Atome zu spalten. Alle drei dieser Strahlen können die Zertrümmerung - insbesondere von organischen Molekülen verursachen. Ihre Auswirkung auf die Materie ist, dass sie diese auf atomarer und molekularer Ebene demolieren.

Strahlungen mit größeren Wellenlängen als der des sichtbaren Lichts beginnen bei Infrarotstrahlen und gehen bis zu Radiowellen weiter. Ihr Einschlag auf die Materie ist von geringerer Bedeutung, weil die übermittelten Energiemengen nicht sehr umfangreich sind.

Was mit 'Einschlag auf die Materie' gemeint ist, hat mit chemischen Reaktionen zu tun. Ein beträchtlicher Teil aller chemischen Reaktionen kann nur unter Energiezufuhr stattfinden. Diese Energie, die zur Einleitung einer chemischen Reaktion erforderlich ist nennt man ihre 'Aktivierungsenergie'. Falls die zugeführte Energiemenge kleiner als diese Schwelle ist, findet keine Reaktion statt, und falls sie größer ist, nützt sie auch nichts; in beiden Fällen würde die Energie verschwendet werden.

In dem elektromagnetischen Gesamtspektrum gibt es nur eine sehr schmale Bandbreite von Strahlungen, deren Energie gerade der erforderlichen Aktivierungsenergie entsprechen. Ihre Wellenlängen fallen in den Bereich zwischen 0.70 und 0.40 Mikron, und wenn man sie sehen will, braucht man sich nur um sich blicken - diese Strahlungen sind, was wir als 'sichtbares Licht' wahrnehmen. Diese Strahlung veranlasst die chemischen Reaktionen, die in unseren Augen stattfinden, und es uns ermöglichen zu sehen.

Die Strahlung, die als 'sichtbares Licht' bekannt ist, macht 41 % des Sonnenlichts aus, obwohl sie nur weniger als 10^-25 des elektromagnetischen Gesamtspektrums ausmacht. Der bekannte Physiker George Wald behandelte dieses Thema in einem Artikel unter dem Titel 'Life and Light' [Das Leben und das Licht], der in der Zeitschrift Scientific American veröffentlicht wurde und viel Aufsehen erregte. Er schrieb: "...die Strahlung, die nützlich ist, um ordentliche chemische Reaktionen zu veranlassen umfaßt den überwiegenden Teil der Ausstrahlung unserer Sonne." 1 Dass die Sonne ein Licht ausstrahlen sollte, das so genau auf die Begünstigung des Lebens abgestimmt ist, ist in der Tat ein außergewöhnlich starker Hinweis auf das unterliegende Design.

Wie sieht es mit dem Rest des von der Sonne ausgestrahlten Lichts aus? Ist es auch von irgend welchem Nutzen?

Wenn wir diesen Teil des Lichts untersuchen, sehen wir, dass ein Großteil der Sonnenstrahlung, der außerhalb der Bandbreite des sichtbaren Lichtes liegt, in dem Abschnitt des Spektrums liegt, der als 'nahes Infrarot' bezeichnet wird. Er beginnt dort, wo das sichtbare Licht endet und macht wiederum einen sehr geringen Teil des Gesamtspektrums aus; weniger als 10^-25. 2

Ist infrarotes Lichts von irgend welchem Nutzen? Ja, doch diesmal nützt es nichts, sich in der Umgebung umzusehen, denn diese Strahlen sind mit bloßem Auge nicht sichtbar. Man kann sie jedoch deutlich spüren: Die Wärme, die man an einem sonnigen Sommer- oder Frühlingstag auf der Haut empfindet, ist die Auswirkung der Infrarot-Ausstrahlung der Sonne.

Die Infrarotstrahlung ist der Träger der Wärmeenergie durch die die Erde warm gehalten wird. Sie ist ebenso notwendig für das Leben wie das sichtbare Licht. Faszinierend dabei ist, dass die Sonne anscheinend genau zur Erfüllung dieser beiden Aufgaben erschaffen worden ist, denn der Großteil des von der Sonne ausgestrahlten Lichts bestehen aus diesen beiden Strahlungsarten.

Und wie sieht es mit der dritten Strahlungsart des Sonnenlichts aus, hat auch das einen Nutzen?

Selbstverständlich! Es handelt sich hierbei um 'nahes Ultraviolett', das den kleinsten Anteil Sonnenstrahlung ausmacht. Wie alles ultraviolette Licht ist es sehr energiegeladen und kann daher schädliche Auswirkungen auf lebende Zellen haben. Die UV-Strahlen der Sonne jedoch sind die 'harmloseste' Art, da sie in ihrer Bandbreite dem Bereich des sichtbaren Lichts sehr nahe liegen. Übermäßige Bestrahlung durch solares UV Licht hat zwar nachweislich zu Krebs und Zellmutationen geführt, doch ist es andererseits sehr wichtig für das Leben: Die UV Strahlen dieser 'sehr geringen Bandbreite' 3 sind für die Synthese von Vitamin D in Menschen und allen Wirbeltieren nötig. Vitamin D ist unerlässlich für die Bildung und Ernährung der Knochen im Körper. Ohne dasselbe erweichen oder verformen sich die Knochen, ein Leiden namens Rachitis ist, an dem Menschen erkranken, die über lange Zeit einem Mangel an Sonnenlicht ausgesetzt sind.

Kurz gesagt, die Ausstrahlung der Sonne ist in ihrer Gesamtheit für das Leben notwendig, und nichts davon ist verschwendet oder überflüssig. Erstaunlich dabei ist, dass diese Strahlungen in ihrer gesamten Bandbreite auf einen minimalen Bruchteil von 10^-25 des elektromagnetischen Gesamtspektrums beschränkt sind, und dennoch genügen, uns warm zu halten, unsere Sehfähigkeit sowie die Abwicklung all der anderen chemischen Reaktionen zu gewährleisten die notwendig für das Fortbestehen des Lebens auf der Erde sind.

Selbst wenn all die anderen, in diesem Buch aufgeführten Bedingungen, die für das Leben notwendig sind, erfüllt wären, könnte das Leben auf der Erde nicht existieren, wenn die Strahlungen der Sonne in irgend einen anderen Bandbreitenbereich des elektromagnetischen Spektrums fielen. Es ist gewiss nicht möglich, die Erfüllung solch einer Bedingung, die eine Wahrscheinlichkeit von 1:10²⁵ hat, mit der Logik des Zufalls zu erklären.

Zusätzlich zu all dem, erweist uns das Sonnenlicht noch einen weiteren Dienst: Es ernährt uns.

ANMERKUNGEN

1 George Wald, "Life and Light", Scientific American, 1959, Bd. 201, S. 92 ff. 2 Im Bereich des nahen Infrarots liegen Strahlen, deren Wellenlängen sich von 0,70 Mikron (wo der Bereich des sichtbaren Lichts endet) bis 1,50 Mikron erstrecken. 3 In diesen schmalen Bereich fallen die ultravioletten Strahlen, deren Wellenlängen zwischen 0,29 Mikron und 0,32 Mikron liegen.