Aus der Lebensgeschichte eines Kohlenstoffatoms namens „Annegret“

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Am Anfang war gar nichts. Weder Raum, noch Zeit. Dann war es plötzlich da – punktförmig, unvorstellbar winzig und mit sämtlicher Energie gefüllt, die es jemals gab: Das Universum!

0344 big bangDiese unvorstellbare Energie, die auch von den Physikern schlicht als „Urkraft“ bezeichnet wird, trieb es nun auseinander. Erst war es lediglich eine Planck-Länge groß, dann Millimeter, dann Zentimeter. Es kommt nun zu allerlei Symmetriebrüchen, die Zeit entsteht, Naturkräfte wie die Schwerkraft und die elektromagnetische Kraft beginnen zu wirken, erste Bestandteile von Materie und Antimaterie frieren aus der rasch abkühlenden Hitze aus, die zunächst bei etlichen Quintillionen Grad Celsius lag. Binnen Sekundbruchteilen entsteht bereits das meiste, was uns heute physikalisch vertraut vorkommt.

Primordiale Nukleosynthese

Die Zeit war jung. Als gerade einmal drei Minuten vergangen waren, entstanden die ersten Atomkerne, nach knapp fünf Minuten hatte sich im Prinzip sämtliche Materie verfestigt, die uns heute noch begegnet. Erste Wasserstoff- und Heliumatomkerne waren entstanden, die in einer heißen Brühe umherwaberten – erst nach 400.000 Jahren wurde diese lichtdurchlässig und die Atome blieben hinreichend stabil, damit sich nun erstaunlich schnell daraus erste Protosterne zusammenklumpen konnten.

Stellare Nukleosynthese

Immer dichter werdende Materiewolken aus Wasserstoff- und Heliumatomen zogen sich unter der eigenen Schwerkraft zusammen, bis in den riesigen, heißen und kurzlebigen Sternen der ersten Generation oberhalb einer Kerntemperatur von etwa 3 Millionen Grad das Feuer der Kernfusion zündete. Durch die Kernfusion entstehen im Leben dieser ersten Sterne auch bereits einige schwerere Elemente, die im Periodensystem oberhalb von Wasserstoff und Helium stehen, bis hinauf zum Eisen. Noch schwerere Elemente entstanden erst, als diese ersten Sterne am Ende ihres Lebens in gewaltigen Supernovae explodierten.

Karl-Heinz lässt es krachen

Niemand konnte diese ersten, längst vergangenen Sterne des Universums benennen, deshalb ist es eigentlich scheißegal, wie ein konkreter von ihnen hieß – nenne wir ihn einfach „Karl-Heinz“. Karl-Heinz war ein ziemlich aufgeblasener, bläulich-weiß glühender Typ und wurde nicht besonders alt. Kurz vor seinem finalen Abnibbeln bekam er gerade noch am Rande mit, dass sich einige seiner Kollegen zu einem Verein Namens „Milchstraße“ zusammengefunden und sich von nun an gemeinsam im Kreis zu drehen begonnen hatten. Als es mit ihm bereits ziemlich vorbei war, hatte er kaum noch Wasserstoff an Bord, den er per Kernfusion zu Helium verbrennen konnte. Deshalb begann er nun in einem Anfall von altersstarrsinnigem Trotz damit, das Helium ebenfalls zu verheizen und ließ es mit ein wenig Beryllium zu Kohlenstoffatomen verschmelzen.

Happy Birthday, liebe Annegret

0343 Carbon„Juchhei – ich bin geboren“, quiekte ein gerade innerhalb einer exotherm verlaufenden Verschmelzung von Beryllium- mit Heliumatomkernen entstandenes Kohlenstoff- oder kurz C-Atom, nachdem dabei über sieben Megaelektronenvolt an Energie abgegeben wurden. Ganz schön viel für so ein kleines, freches Etwas. Papa Karl-Heinz nannte das Kohlenstoffatom „Annegret“ – nachdem ihm Fantastilliarden von cooleren und gescheiteren Namen bereits für seine anderen atomaren Kinder ausgegangen waren. 0345 CarbonKurz nach Annegret Geburt hatte der dickliche blaue Riese keinen Plan mehr, wie er seine weiteren Sprösslinge taufen solle. Nach einem Eisenatom namens „Floortje-Mildred“ war die Luft bei ihm endgültig raus und er explodierte in einer gewaltigen Supernova…

Klein-Annegret wurde durch die Luft gewirbelt, die allerdings im luftleeren Weltraum zwischen den Sternen gar nicht vorhanden war, und waberte nun im Orion-Arm der gewaltigen Milchstraße herum. Etwa 12 Milliarden Jahre ist das nun bereits her.

Ein einziges Geklumpe

Dort draußen war es bitterkalt, so ganz ohne wärmenden Sternen-Papa. Außerdem war es auch noch dunkel und nach einer Weile ziemlich langweilig. Annegret schmollte, sah in der Ferne andere Sterne und wurde mit den Jahren träge und depressiv. Bis endlich wieder Leben in die Bude kam: Ziemlich in ihrer Nähe waren mal wieder erneute Verklumpungen im Gange. Irgendwas verklumpt sich innerhalb des Universums im Laufe der Jahrmilliarden immer. Explosionen und Verklumpungen – ein stetiger Kreislauf.

Dieses Mal verklumpte dort draußen im Orion-Arm ein ziemlicher Batzen Zeugs zu einem Stern namens „Sonne“ (hätte ihn die Menschheit später nicht so getauft, hätte man ihn auch „Wolf-Dieter“ nennen können, oder „Christelrose“). Annegret beteiligte sich allerdings nicht an dieser Massenverkleisterung, sondern hielt sich mehr am Rande des Geschehens in einer protoplanetaren Scheibe auf. Doch auch hier entkam sie der allgemeinen Verklumpung nicht und wurde schließlich – in ferretische Siliciumoxiddichromokarbonate eingebettet – Teil eines Planetesimals. Sie war nun Bestandteil eines Gesteinsklumpens, der in etwa so groß wie Wanne-Eickel ohne den Stadtteil Röhlinghausen war (diese völlig sinnlose Information findet sich außerhalb dieses Blogeintrags in keinerlei Fachliteratur – ich habe sie mir einfach zu Unterhaltungszwecken aus den Fingern gesogen). Es folgte nun – inzwischen ist auch das wieder viereinhalb Milliarden Jahre her – „Planetesimale Randale“: Rumms-krach-schepper, wenn Gestein verklumpt, dann gibt’s Geschepper… Und Planeten. Etwa die Erde. Fast wäre diese aber gleich wieder futsch gewesen, denn in die gerade noch aushärtende Erdkugel rauschte ein Protoplanet namens „Theia“ hinein und schlug dabei den Mond heraus, der die Erde von nun an umkreiste. Sobald er ebenfalls rundgeklumpt und ausgehärtet war, beschien er das weitere irdische Geschehen. Im fahlen Mondlicht vergingen mehre Milliarden Jahre, bis es einem mit vier Beinen versehenen Fisch im Zeitalter des Oberdevons (vor nunmehr 370 Millionen Jahren) auf seinem ersten Landgang am Arsch kribbelte. 0352 Ichthyostega„Ichthyostega“ hieß der Knabe und hatte sich gerade erst überlegt, dass es vielleicht nicht nur Unterwasser interessant wäre, sondern auch an Land ziemlich lässig, denn dort war noch reichlich Platz und kaum was los. Allerdings brannte die Sonne ziemlich heftig auf seinen schleimigen Amphibienkörper, so dass es ihn nun am Hintern zu jucken begann. Er schubberte sich juckreizbedingt so lange an einem auf dem Strand liegenden Felsbrocken, bis er zufällig Annegret daraus freigekratzt hatte und lief nun mit ihr am Allerwertesten klebend landeinwärts, wo Ichthyostega tragischer Weise unter der prallen Sonne verschrumpelnd verstarb, weil er sich den Weg zurück ins Meer nicht richtig gemerkt hatte. Die Viecher damals waren noch nicht so helle, wie jene in späteren Erdzeitaltern…

Annegret, die Ölprinzessin

Irgendwann kam dann doch noch die Flut und spülte den toten Burschen samt anhaftender Annegret zurück ins Meer, wo sich der unglückliche Ichthyo allmählich in Faulschlamm verwandelte. „Schöner Mist“, dachte sich unser freches, kleines Kohlenstoffatom Annegret nun, denn nun war es – wie schon öfters in ihrem Leben – mal wieder ewig lange dunkel und langweilig. Die Zeit verging, der Faulschlamm wurde im Laufe der folgenden Jahrmillionen durch Überdeckung mit weiteren Sedimenten und der kontinuierlichen Absenkung der Sedimentstapel in etwas tiefere Bereiche der oberen Erdkruste, erhöhten Drücken und erhöhten Temperaturen ausgesetzt. Unter diesen Bedingungen wurde zunächst Wasser aus dem Sediment ausgetrieben und die enthaltene organische Substanz in langkettige, feste, in organischen Lösungsmitteln unlösliche Kohlenstoffverbindungen, die sogenannten Kerogene umgewandelt. Diese bildeten dann einen Bestandteil des Zeugs, das wir heute als „Erdöl“ kennen.

Annegret wird raffiniert

Irgendwann pumpten ein paar Typen mit Dollarzeichen in den Augen Annegret wieder ans Tageslicht – unser Kohlenstoffatömchen war nun molekular in Kerogen des Typs II eingebettet. Unraffiniertes Erdöl (Rohöl) ist mit mehr als 17.000 Bestandteilen ein ziemlich schmieriges Gemisch, Annegret hatte dort allerlei ölige Nachbarn innerhalb ihres Typ II-Kerogens, z.B. Paraffine und Naphthene, ebenfalls bis Oberkante Unterlippe voll mit lauter kleinen Kohlenstoffatomen. Annegret wurde nun „raffiniert“ – nachdem sie etliche Millionen Jahre lang in ihrer Rohölumgebung relativ ungestört existieren konnte, wurde es nun endlich weniger langweilig um sie herum – die Ereignisse überschlugen sich geradezu: Die Dollarzeichenaugen zerkochten Annegrets schönes Rohöl zunächst zu allerlei verschiedenen Substanzen, bevor sie dann Gasöl und Vakuumgasöl wieder zusammenkippten und schließlich Benzin daraus „crackten“ (so nennt man das). Motorenbenzin besteht aus immer noch etwa 150 verschiedenen Kohlenwasserstoffen, in einem davon steckte Annegret, vielleicht in irgendeinem Alkan, Alken oder Cycloalkan.

Annegret im Suff

0350 motorenölDie erste Erdölraffinerie gab es 1859. Zunächst stellte man aus dem klebrigen Zeug dort vorwiegend Leuchtöle für Lampen her, etwa Petroleum – mit dem Aufkommen der elektrischen Beleuchtung ging der Weltbedarf aber schon bald wieder zurück. Doch bald nach der Entwicklung des Automobils setzte die Familie Rockefeller als Mitbegründerin der „Standard Oil Company“ die Verwendung des Erdölprodukts Benzin als Ottokraftstoff durch, statt des von Henry Ford zunächst vorgesehenen Ethanols (Alkohol). Die Dollarzeichenaugen förderten immer mehr Erdöl und fuhren schon bald überall in ihren stinkenden Benzinkisten herum. Nach dem zweiten Weltkrieg setzte dann auch in Europa eine Massenmotorisierung ein. Wo zunächst nur ein läppischer VW Käfer entlang knatterte, fuhren später schon Dutzende von SUVs. Und so landete auch Klein-Annegret als Bestandteil von fünfzig Litern „Shell V-Power Racing 100“ irgendwann im Suff, pardon SUV!

Annegret und Greta

0346 CO2.jpgFossile Brennstoffe wie Benzin verwandeln sich bekanntlich ziemlich schnell in heutzutage eher unerwünschten CO2-Ausstoß – so erging es auch Annegret, die beim forcierten Ampelstart eines frustrierten Familienvaters (auf dem Weg von seinem Bankerjob zurück zu den Liebsten daheim im Speckgürtel von Frankfurt) nach einem kurzen Verbrennungsprozess0348 Greta aus dem Vierfachauspuff eines „Porsche Cayenne Turbo“ in die Atmosphäre gedrückt wurde. Dort wehte sie kurze Zeit später nahe des Hambacher Forstes an einem schwedischen Teenagermädchen vorbei, das einmal in einem Interview verkündete, dass es CO2 „sehen“ könne. Mit zornesgekräuseltem Näschen blickte die bezopfte Göre Klein-Annegret hinterher, die nun als C-Atom Bestandteil des „Klima-Gases“ war.

Annegret im polnischen Kuchen

Im CO2-Molekül wehte Annegret nun durch halb Europa, bis sie in ein polnisches Buchweizenfeld geriet, wo das Molekül von einer Pflanze aufgenommen und durch Photosynthese in Pflanzenstärke und Sauerstoff verwandelt wurde. Annegret steckte nun in einer Buchweizenblüte – genauer gesagt als Saccharose (C12H22O11, umgangssprachlich „Haushalts-Zucker“) in deren Nektar, was eine Biene auf den Plan rief, die Annegret nun aus der Blüte hochschlürfte und in ihrer Honigblase einlagerte. 0347 bee.jpgIm Bienenstock angekommen, würgte die Sammelbiene Annegret wieder hoch und übergab sie an eine ihrer Stockbienen-Kolleginnen, die daraus durch mehrfaches Aufnehmen und Auskotzen in ihrem Honigmagen unter allerlei Invertierungs- und Isomerisierungsprozessen, herb-kräftigen Buchweizenhonig erzeugte.

Nachdem ein Imker den Buchweizenhonig aus der Wabe geschleudert hatte, rührte ein Bäcker in der polnischen Woiwodschaft Westpommern diesen in seinem Kuchenteig unter – des kräftigen Aromas wegen.

Annegrets Liaison mit Hypermental

Der Autor dieses Artikels weilte kürzlich an der polnischen Ostseeküste und verspeise dort in einem Café ein Gebäckstück. Annegret geriet in den hypermentalen Magen. Hier war deutlich mehr Platz, als im Honigmagen der Biene. Obwohl dieses natürlich durch die Dimension eines C-Atoms in Relation zu den beiden Mägen ein wenig relativiert wird: Wäre Annegret kein Kohlenstoffatom, sondern ein Mensch, dann wäre der Bienenmagen in etwa so groß wie die Entfernung zu einem der am dichtesten zu unserem Sonnensystem benachbarten Sterne und der hypermentale Menschenmagen etwa halb so groß wie der Orion-Arm der Milchstraße. Pi mal Daumen gerechnet…

0349 fatDer zwar leicht gestörte, aber dennoch weitgehend funktionsfähige Fettstoffwechsel des Bloggers „hypermental“ verwandelt die Kohlenhydrate des Honigs in komplexen Verdauungs- und Umwandlungsprozessen schließlich in neue Stoffe. Unter anderem entstehen nun Fettsäuren, die in den Speicherzellen des körpereigenen Fettgewebes eingelagert werden. Unser C-Atom Annegret befindet sich nun als Lipid im weißen Fettgewebe der hypermentalen Bauchschwarte eingelagert.

0351 Carl SaganWas für eine Reise! Entstanden vor 12 Milliarden Jahren in einem der ersten Sterne, dann in einer Supernova ins All geschleudert, Baustein der Ur-Erde, am Hintern eines der ersten Landwirbeltiere haftend, später dann Erdöl und Super-Plus-Benzin. Von Greta gesichtet, in Bienenkotze verwandelt und dann in Polen vom Autor dieses Eintrags verspeist. Endstation Wampe. Annegret hat wirklich schon so einiges erlebt. Sicher ist nur, dass ihre Reise noch sehr lange weitergehen wird. Eine Theorie sagt, dass irgendwann, eventuell in mehreren Centsexagintillionen von Jahren, kalte Fusion durch den Tunneleffekt leichtere Elemente in Eisen-56 verwandeln könnte. Spätestens dann wäre Annegrets Lebenszeit abgelaufen. Vermutlich verschwindet sie aber bereits deutlich zuvor auf Nimmerwiedersehen in einem schwarzen Loch.

7 Gedanken zu “Aus der Lebensgeschichte eines Kohlenstoffatoms namens „Annegret“

  1. Eine tolle Geschichte. 🙂 Vor allem der Beginn erinnert mich an eine Planetariumsvorstellung namens „Vom Urknall zum Menschen“, die wir neulich besucht haben. Vielleicht könnte man Annegrets Reise auch entsprechend bebildern und dort vorführen. 😉

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