Daisyworld-Modell: Eine Erklärung

Daisyworld-Modell: Grundlagen

Das Daisyworld-Modell simuliert die Wechselwirkung zwischen Leben und Umwelt. Hier sind die Grundannahmen:

1. Stern und Planet: Ähnlich wie Sonne und Erde.
2. Sonneneinstrahlung: Die Sonne erwärmt den Planeten und nimmt im Laufe der Zeit zu.
3. Albedo: Daisyworld hat eine neutrale Grundfarbe (mittlere Albedo).
4. Ressourcen: Wasser und Nährstoffe sind ausreichend vorhanden.
5. Lebewesen: Nur zwei Arten von Gänseblümchen: schwarze und weiße.
6. Temperaturabhängigkeit:
   • Keimung: Ab 5°C.
   • Optimales Wachstum: 22°C.
   • Absterben: Über 40°C.

Feedback-Schleifen und Phasen

Das Modell zeigt verschiedene Phasen, die durch Feedback-Schleifen gesteuert werden:

1. Phase A (Ruhephase): Die Temperatur ist unter 5°C, die Samen ruhen.
2. Phase 1 (Exponentielles Wachstum der schwarzen Gänseblümchen):
   • Die Temperatur steigt über 5°C, Samen keimen.
   • Schwarze Gänseblümchen absorbieren mehr Licht, erwärmen ihre Umgebung und vermehren sich stärker (positive Rückkopplung).
   • Dieser Prozess setzt sich fort, bis die lokale Temperatur durch die große Anzahl schwarzer Gänseblümchen das Optimum übersteigt.
3. Phase 2 (Gleichgewicht):
   • Weiße Gänseblümchen werden nun begünstigt, da sie die Umgebung kühlen.
   • Ein Gleichgewicht zwischen schwarzen und weißen Gänseblümchen stellt sich nahe der optimalen Temperatur ein.
4. Phase 3 (Steigende Sonnentemperatur):
   • Die Sonneneinstrahlung nimmt zu.
   • Gänseblümchen breiten sich zu den Polen hin aus.
   • Am Äquator gibt es ein Gleichgewicht zwischen schwarzen und weißen Gänseblümchen, während an den Polen schwarze Gänseblümchen dominieren.
5. Phase 4 (Dominanz der weißen Gänseblümchen):
   • Die Temperatur am Äquator übersteigt das Optimum und erreicht allmählich 40°C.
   • Schwarze Gänseblümchen verschwinden.
   • Weiße Gänseblümchen überleben dank ihrer kühlenden Wirkung (Albedo).
6. Phase 5 (Aussterben):
   • Die Sonneneinstrahlung wird so stark, dass auch weiße Gänseblümchen absterben.
   • Dieser Prozess beginnt an den Polen und breitet sich aus, bis alles Leben auf dem Planeten erlischt.