Spektrum der Wissenschaft 2020-11.pdf

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Flugsaurier
Wie die Giganten
die Lüfte eroberten
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(D/A/L) · 14,– sFr. D6179E
Deutsche Ausgabe des SCIENTIFIC AMERICAN
PLUTO
Die rätselhafte Rückseite des Zwergplaneten
PANDEMIEN
Was lehrt uns die Geschichte?
ARCHÄOLOGIE
Die Megasiedlungen der Tripolje-Kultur
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DER NEUE BILDKALENDER
HIMMEL UND ERDE 2021
Sterne und Weltraum
präsentiert im Bildkalender
»Himmel und Erde« 13 herausragende Motive aus
der astronomischen Forschung. Sie stammen aus
verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen
Spektrums wie dem sichtbaren Licht oder dem
Infrarotlicht. Die Aufnahmen zeigen die Asche-
fontäne eines Vulkanausbruchs, den Asteroiden
Bennu, den Superstern Eta Carinae, den jungen
Stern PDS 70, den Riesenplaneten Jupiter und
weitere Himmelsregionen und -objekte.
Zusätzlich bietet der Kalender wichtige Hinweise
auf die besonderen Himmelsereignisse 2021 und
erläutert ausführlich auf einer Extraseite alle auf
den Monatsblättern abgebildeten Objekte.
14 Seiten; 13 farbige Großfotos; Spiralbindung;
Format: 55 x 46 cm; € 29,95 zzgl. Porto;
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der Intelligenz • Kommunikation:
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EDITORIAL
HERRSCHER
DES HIMMELS
Daniel Lingenhöhl, Chefredakteur
lingenhoehl@spektrum.de
IN DIESER AUSGABE
Wer länger meinem Newsletter auf »Spektrum.de« gefolgt ist, kennt mein
liebstes Hobby: Ich bin ein Birdnerd, beobachte leidenschaftlich gerne Vögel,
vertiefe mich stundenlang in Bestimmungsbücher und lese auch sonst mit
Genuss Literatur über die Welt der Federtiere. Ob ich genauso begeistert wäre,
wenn heute noch Pterosaurier am Himmel kreisten, lasse ich offen. Denn die
Flugsaurier waren einfach gewaltig! Giganten wie
Quetzalcoatlus
oder
Hatzegop­
teryx
hätten stehend Giraffen ins Auge blicken können: Sie wogen bis zu 300
Kilogramm und erreichten Flügelspannweiten von mehr als zehn Metern. Gegen
sie wirken selbst die größten heute lebenden Vögel wie Kondore oder Albatrosse
wie Hänflinge.
Und dennoch konnten diese Monster fliegen, wie der Paläontologe Michael
Habib in unserem Titelthema ab S. 12 eindrucksvoll beschreibt. Ihre lange evolu­
tionäre Geschichte belegt, dass ihnen dies sogar ausgesprochen gut gelang.
80 Millionen Jahre beherrschten sie den Luftraum der Erde, bevor der Chicxulub­
Impakt ihnen wie den Dinosauriern zum Verhängnis wurde. Wahrscheinlich
bereitete ihnen nicht nur ihre schiere Größe den Garaus – ein derartiger Körper
muss ja ernährt werden –, sondern auch die nach dem Einschlag fehlende Ther­
mik, die sie für das Fliegen und damit die Nahrungssuche gebraucht hätten.
Überlebende konnten sich einfach nicht in der Luft halten.
»Meine« Vögel, die übrigens keine direkten Nachkommen der Pterosaurier
sind, überlebten dagegen dank der geringeren Größe einiger Arten, die sich
wahrscheinlich von Samen ernährten. Ihr Aufstieg erfolgte nach der globalen
Katastrophe, so dass ich heute mehr als 11 000 Arten in allen Farben und Forma­
ten bewundern kann. Nur die richtigen Riesen, die fehlen.
Gar nicht so leicht am (nächtlichen) Himmel können wir dagegen Pluto sehen.
Die Erkundung des Zwergplaneten nahm daher erst wieder mit der Mission
»New Horizons« richtig Fahrt auf. Die Sonde sammelte so viel Material über
Pluto, dass Astronomen sicher noch Jahre mit der Auswertung beschäftigt sein
werden. Inzwischen nehmen sie sich die dunkle Rückseite unseres entferntesten
Nachbarn vor, wie Shannon Hall ab S. 44 erzählt. Warten wir ab, welche Überra­
schungen uns dort noch erwarten – ich bin gespannt.
Viel Freude beim Erkunden wünscht
HEINER FANGERAU,
ALFONS LABISCH
Mit der Zunahme des weltweiten
Personen­ und Güterverkehrs
sind Pandemien häufiger gewor­
den. Der Rückblick auf frühere
Seuchen ist in mancher Hinsicht
aufschlussreich (S. 28).
ARMIN ISKE,
STEPHAN JURICKE
Die mathematischen Modellierer
untersuchen, wie Klimasimulatio­
nen zuverlässiger werden können.
Die Schwierigkeiten beim Erfas­
sen kleinräumiger Geschehnisse
erläutern sie ab S. 54.
JOHANNES MÜLLER,
WIEBKE KIRLEIS,
ROBERT HOFMANN
Wie vor 6000 Jahren die ersten
Metropolen Europas organisiert
waren, erforschen die Archäolo­
gen der Universität Kiel. Ab S. 78
rekonstruieren sie das Leben in
den uralten Planstädten.
AB 24. 10. AM KIOSK!
Spektrum
GESCHICHTE
5.20
Auf dem Meeresboden schlummern Artefakte von
Steinzeitmenschen und Schiffswracks. Bau­
arbeiten und Schleppnetze zerstören vieles davon –
für Archäologen ein Wettlauf gegen die Zeit.
ANDREAS BRETZ
HEIKO GRANDEL
Spektrum
der Wissenschaft
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3
INHALT
3 EDITORIAL
6 SPEKTROGRAMM
20 FORSCHUNG AKTUELL
Weltrekord in der Kryo-
elektronenmikroskopie
Erstmals konnten Forscher
einzelne Atome abbilden.
Homo sapiens
kam noch
früher nach Europa
Funde aus Bulgarien belegen
die Ankunft des anatomisch
modernen Menschen in
Europa vor 45 000 Jahren.
Verflochtene Teilchen
Nach langer Suche gibt es
endlich einen Nachweis von
Anyonen.
12 PTEROSAURIER
HERRSCHER DES URZEITHIMMELS
Wie konnten sich die riesigen Flugsaurier einst in die Lüfte erheben? Mit
Fossilien und mathematischen Modellen lässt sich dieses Rätsel lösen.
Von Michael B. Habib
28 MEDIZINGESCHICHTE
VON CHOLERA BIS CORONA
Historische Pandemien trieben stets den Ausbau der öffentlichen Gesund-
heitssicherung voran. Heute greifen wir auf die dabei entstandenen Institutio-
nen zurück.
Von Heiner Fangerau und Alfons Labisch
36 EPIDEMIOLOGIE
DICKE LUFT
Mit der Menge an Feinstaub steigt auch die Häufigkeit von Demenzerkran-
kungen. Neuere Untersuchungen zeigen, wie die Staubpartikel von Lunge
und Nase zum Gehirn gelangen, wo sie viel Schaden anrichten können.
Von Ellen Ruppel Shell
27 SPRINGERS EINWÜRFE
Tut die Pandemie
der Umwelt gut?
Die Einschränkungen helfen
nur auf den ersten Blick.
44 SONNENSYSTEM
PLUTOS DUNKLE SEITE
Fünf Jahre nach dem Vorbeiflug der NASA-Raumsonde New Horizons lernen
Forscher noch immer Neues über den fernen Zwergplaneten.
Von Shannon Hall
54 SIMULATIONEN
WIE EIN KLIMAMODELL ENTSTEHT
Serie: Klimawandel (Teil 3)
Mathematische Methoden machen das komplexe
42 ZEITREISE
43 FREISTETTERS FORMELWELT
Die unmögliche Trompete
Kein Instrument, sondern
handfeste Mathematik.
Geschehen in der Atmosphäre und den Ozeanen berechenbar.
Von Armin Iske und Stephan Juricke
62 INTERVIEW
»WIR MÜSSEN DEN BIOKUNSTSTOFFEN
EINE CHANCE GEBEN«
Serie: Kunststoffe heute und morgen (Teil 3)
Die Polymerforscher Frederik
52 SCHLICHTING!
Wenn der Wind
die Harfe spielt
Wirbelnde Luft zupft weithin
hörbar an Drähten.
Wurm und Hans-Josef Endres diskutieren über den Sinn und Unsinn von
kompostierbarem und pflanzenbasiertem Plastik.
Von Verena Tang
68 KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
DER GESUNDE MASCHINENVERSTAND
Computer können zwar Texte schreiben, verstehen sie jedoch nicht. Ein neuer
Ansatz versucht nun Maschinen beizubringen, logische Schlüsse zu ziehen.
Von John Pavlus
88 REZENSIONEN
95 LESERBRIEFE
97 IMPRESSUM
96 FUTUR III – KURZGESCHICHTE
98 VORSCHAU
74 MATHEMATISCHE UNTERHALTUNGEN
VIELE WEGE FÜHREN DURCH MANHATTAN
Der Abstandsbegriff ist nicht nur in der Mathematik vielfältig, er kann
auch im Alltag zu Verwirrung führen.
Von Dustin Schiering
78 ARCHÄOLOGIE
EUROPAS ERSTE METROPOLEN
TITELBILD:
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BEARBEITUNG: SPEKTRUM DER WISSENSCHAFT
Vor 6000 Jahren entstanden in der heutigen Ukraine riesige Planstädte. Wie
ließen sich die Mammutprojekte mit den Mitteln der Kupferzeit durchführen?
Von Johannes Müller, Wiebke Kirleis und Robert Hofmann
4
Spektrum
der Wissenschaft
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PTEROSAURIER
HERRSCHER DES URZEITHIMMELS
ALAMY / VINTAGE_SPACE
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VISUALISIERUNG: NIKOLAY KOLDUNOV, MIT FRDL. GEN. VON STEPHAN JURICKE
SIMULATIONEN
WIE EIN
KLIMAMODELL
ENTSTEHT
28
MEDIZIN
HISTORISCHE
PANDEMIEN
78
ARCHÄOLOGIE
EUROPAS ERSTE
METROPOLEN
SUSANNE BEYER, INSTITUT FÜR UR- UND FRÜHGESCHICHTE, UNI KIEL
DKOSIG / GETTY IMAGES / ISTOCK
68
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
DER GESUNDE
MASCHINENVERSTAND
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