Unsere kleine Erde- wie ihr darüber denkt
11.04.2006 um 08:04
Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne aus und der fünftgrößte:
Umlaufbahn: 149.600.000 km (1,00 AE) von der Sonne entfernt
Durchmesser:12.756,3 km
Masse: 5,972·1024 kg
Die Erde ist der einzigePlanet, dessen englischer Name „Earth“ nicht aus der Griechischen oderRömischen Mythologie stammt. Der Name kommt aus dem Altenglischen und Germanischen (zurEntstehung des deutschen Wortes Erde siehe hier). Es gibt natürlich hunderte andererNamen für den Planeten in anderen Sprachen. In der Römischen Mythologie war die Göttinder Erde Tellus - der fruchtbare Boden (Griechisch: Gaia, Lateinisch: terra mater -Mutter Erde).
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Bis in die Zeitvon Kopernikus (16. Jahrhundert) wurde die Erde nicht als gewöhnlicher Planet aufgefaßt.
Die MIR-Raumstation
am Erdhorizont
Die Erde kann natürlichohne Zuhilfenahme von Raumsonden untersucht werden. Trotzdem hatten wir bis in daszwanzigste Jahrhundert hinein keine Landkarten von der gesamten Planetenoberfläche.Bilder des Planeten, die aus dem Weltraum aufgenommen wurden, sind von denkbarerBedeutung; sie sind zum Beispiel eine enorme Hilfe bei der Wettervorhersage oderinsbesondere bei Verfolgung und Vorhersage von Stürmen. Und sie sind außerordentlichschön.
Die Erde ist in verschiedene Schichten aufgeteilt, mit eigenenchemischen und seismischen Eigenschaften (Tiefenangaben in km):
0- 40 Kruste
40- 400 Oberer Mantel
400- 650 Übergangsschicht
650-2700 Unterer Mantel
2700-2890 D"Schicht
2890-5150 Äußerer Kern
5150-6378 Innerer Kern
Die Kruste variiert beachtlich in ihrer Stärke, unter den Ozeanen ist sie dünner,unter den Kontinenten dicker. Der innere Kern und die Kruste sind fest; der äußere Kernund die Mantelschichten sind verformbar oder halbflüssig. Die verschiedenen Schichtenwerden von Diskontinuitäten getrennt, die sich in seismischen Daten zeigen; diebekannteste ist die Mohorovicic-Diskontinuität zwischen Kruste und oberem Mantel.
Der Großteil der Masse der Erde steckt im Mantel, der Großteil des Rests im Kern; derTeil, den wir bewohnen, ist ein winziger Bruchteil des Ganzen (die Werte unten in 1024Kilogramm - das sind eine Million Milliarden Milliarden Tonnen):
Atmosphäre = 0,000.005.1
Ozeane = 0,001.4
Kruste = 0,026
Mantel = 4,043
ÄußererKern = 1,835
Innerer Kern = 0,096.75
Der Kern bestehtwahrscheinlich im wesentlichen aus Eisen (oder Nickel/Eisen), obwohl möglicherweise auchleichtere Elemente auftreten können. Die Temperaturen im Mittelpunkt des Kerns dürftencirca 7.500 K betragen, heißer als an der Oberfläche der Sonne. Der Untere Mantel bestehtwahrscheinlich hauptsächlich aus Silizium, Magnesium und Sauerstoff mit etwas Eisen,Kalzium und Aluminium. Der Obere Mantel setzt sich zusammen aus Olivin und Pyroxenen(Eisen- und Magnesiumsilikaten), Kalzium und Aluminium. Das meiste davon wissen wir dankseismischer Techniken, Proben des Oberen Mantels erreichen die Oberfläche in Form vonLava aus Vulkanen, aber der Großteil der Erde ist unzugänglich. Die Kruste besteht inerster Linie aus Quarz (Siliziumdioxid) und anderen Silikaten wie Feldspat. Im ganzengesehen setzt sich die Erde chemisch wie folgt zusammen (nach Masse):
Südamerika,
aufgenommen von Galileo
34,6% Eisen
29,5% Sauerstoff
15,2% Silizium
12,7% Magnesium
2,4% Nickel
1,9% Schwefel
0,05% Titan
Die Erde ist der dichteste Hauptkörper imSonnensystem.
Die anderen terrestrischen Planeten haben wahrscheinlichähnliche Strukturen und Zusammensetzungen mit manchen Unterschieden: der Mond besitzt denkleinsten Kern; Merkur hat einen besonders großen Kern (bezogen auf den Durchmesser); dieMäntel von Mars und Mond sind viel dicker; Mond und Merkur haben möglicherweise keinechemisch unterschiedliche Kruste; die Erde könnte der einzige Planet mit getrenntemInneren und Äußeren Kernen sein. Man behalte dabei aber immer im Auge, daß unser Wissenüber das Innere der Planeten weitgehend theoretischer Natur ist, sogar in Bezug auf dieErde.
Im Gegensatz zu den anderen terrestrischen Planeten besitzt die Erdeeine Kruste, die sich in verschiedene feste Platten aufteilt, die unabhängig von einanderauf dem heißen Mantel darunter schwimmen. Die Theorie, die dies beschreibt, nennt sichPlattentektonik. Sie wird charakterisiert durch zwei wesentliche Prozesse: Ausbreitungund Deckelung (Subduktion). Ausbreitung tritt auf, wenn zwei Platten von einanderwegschwimmen und neue Kruste aus aufsteigender Magma von unterhalb entsteht. Deckelungzeigt sich, wenn zwei Platten kollidieren und die Kante der einen unter die anderegeschoben wird und dort im Mantel letztendlich aufgelöst wird. Es gibt auch transversaleBewegungen zwischen einigen Platten entlang ihrer Kanten (z.B. am San Andreas Graben inKalifornien) und Kollisionen zwischen Kontinantalplatten (z.B. Indien/Eurasien). Es gibt(momentan) acht Hauptplatten:
Die Nordamerikanische Platte - Nordamerika, derwestliche Nordatlantik und Grönland
Plattentektonische Ränder, aufgezeigt anhand
der Epizentren aufgezeichneter Erdbeben
Die Südamerikanische Platte - Südamerikaund der westliche Südatlantik
Die Antarktische Platte - Die Antarktis und die„südlichen Meere“
Die Eurasische Platte - Der östliche Nordatlantik,Europa und Asien außer Indien
Die Afrikanische Platte - Afrika, der östlicheSüdatlantik und der westliche Indische Ozean
Die Indo-Australische Platte - Indien,Australien, Neuseeland und der Großteil des Indischen Ozeans
Die Nazca-Platte - Deröstliche Pazifische Ozean bis Südamerika
Die Pazifische Platte - Der Großteil desPazifischen Ozeans (mitsamt der Südküste Kaliforniens)
Außerdem gibt es noch zwanzigoder mehr kleinere Platten wie die Arabische, die Kokos- oder die Philippinische Platte.Häufige Erdbeben sind an den Plattenkanten völlig normal. Eine Aufzeichnung von ihnenläßt leicht die Plattenkanten erkennen (rechts oben).
Die Erdoberfläche ist sehrjung. In der (nach astronomischen Maßstäben) relativ kurzen Zeit von 500.000.000 Jahrenhaben Erosion und tektonische Prozesse einen Großteil der Erdoberfläche zerstört undwiedererschaffen und dabei fast alle Spuren der frühen geologischen Oberflächengeschichteeleminiert (wie z.B. Einschlagskrater). So wurden die Spuren der Frühgeschichte der Erdeweitgehend ausgelöscht. Die Erde ist 4,5 bis 4,6 Milliarden Jahre alt, aber die ältestenbekannten Felsen sind etwa 4 Milliarden Jahre alt, und welche, die älter sind als 3Milliarden Jahre, sind schon selten. Die ältesten Fossilien lebender Organismen sindjünger als 3,9 Milliarden Jahre. So gibt es keine Spuren des entscheidenden Zeitraums, indem das Leben auf der Erde entstand.
Die Straße von Gibraltar,
vomSpace Shuttle aus
71 Prozent der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Die Erdeist der einzige Planet, an dessen Oberfläche Wasser in flüssiger Form bestehen kann(obwohl es auf Titans Oberfläche flüssige Vorkommen von Ethan oder Methan geben könnteund flüssiges Wasser unter der Oberfläche von Europa). Flüssiges Wasser istselbstverständlich Voraussetzung für Leben wie wir es kennen. Die Wärmespeicherfähigkeitder Ozeane ist ebenfalls sehr wichtig für die Stabilisierung der Erdtemperatur. FlüssigesWasser ist außerdem verantwortlich für die Erosion und die Wetterbildung über denKontinenten der Erde, ein Prozeß, der im heutigen Sonnensystem einzigartig ist (obwohl erin der Vergangenheit auf dem Mars vorgekommen sein mag).
DieErdatmosphäre
horizontal gesehen
Die Erdatmosphäre besteht heute aus 77%Stickstoff und 21% Sauerstoff mit Spuren von Argon, Kohlendioxid und Wasser. Der Gehaltan Kohlendioxid war wahrscheinlich höher in den Zeiten, als die Erde entstand, aberseitdem wurde fast alles in karbonate Felsen gebunden und zu einem geringeren Teil in denOzeanen gelöst oder von lebenden Pflanzen verbraucht. Die Plattentektonik und biologischeProzesse bewirken heute einen kontinuierlichen Fluß von Kohlendioxid in dieseverschiedenen „Gullis“ und wieder zurück. Der winzige Anteil Kohlendioxid inder Atmosphäre zu jeder Zeit ist (zusammen mit anderen Faktoren wie vor allemWasserdampf) extrem wichtig für die Erhaltung der Oberflächentemperatur der Erde durchden Treibhauseffekt. Dieser Treibhauseffekt hebt die durchschnittlicheOberflächentemperatur um ungefähr 35 °C über das Maß hinaus an, das sie ohne diesenEffekt hätte (von frostigen –21 °C zu angenehmen +14 °C); die Ozeane würdeneinfrieren und Leben wie wir es kennen wäre unmöglich.
Aussicht von
Apollo 11
Das Vorkommen freien Sauerstoffs ist aus chemischer Sicht absolutbemerkenswert. Sauerstoff ist ein sehr aggressives Gas und unter „normalen“Umständen würde es sich schnell mit anderen Elementen verbinden. Der Sauerstoff derErdatmosphäre wird von biologischen Prozessen produziert und erhalten. Ohne Leben gäbe eskeinen ungebundenen Sauerstoff.
Die Wechselwirkung zwischen Erde und Mondbremst die Erdrotation um ungefähr 2 Millisekunden pro Jahrhundert. AugenblicklicheForschungen deuten darauf hin, daß es vor circa 900 Millionen Jahren 481 Tage mit jeweils18 Stunden pro Jahr gab.
Die Erde hat ein schwaches Magnetfeld, daselektrische Ströme im äußeren Erdkern induzieren. Das Zusammenspiel aus Sonnenwind, demErdmagnetfeld und der oberen Erdatmosphäre bewirken die Nordlichter (siehe dasInterplanetare Medium). Unregelmäßigkeiten in diesen Faktoren bewirken das Wandern dermagnetischen Pole relativ zur Oberfläche; augenblicklich liegt der magnetische Nordpol inNordkanada. Übringens liegt der „geomagnetische Nordpol“ zur Zeit direkt überdem Südpol.
Das Erdmagnetfeld wirft in Wechselwirkung mit dem Sonnenwind densogenannten Van-Allen-Gürtel auf, zwei ringförmige Felder aus ionisierten Gasen (oderPlasma), die in einer Umlaufbahn um die Erde gefangen sind. Der äußere Gürtel erstrecktsich in einer Höhe von 19.000 bis 41.000 km, der innere liegt zwischen 13.000 und 7.600km Höhe.
Der Erdsatellit
Die Erde hat nur einen natürlichen Satelliten, denMond. Aber
tausende kleiner künstlicher Satelliten wurden in eine Umlaufbahn um dieErde ausgesetzt.
Die Umlaufbahnen der Asteroiden 3753 Cruithne und 2002 AA29 habenein kompliziertes Zusammenspiel mit der Erde; sie sind keine richtigen Monde, es wirdeher der Begriff „Begleiter“ verwendet. Es ist eine ziemlich ähnlicheSituation wie bei den Saturnmonden Janus und Epimetheus.
Lilith existiert nicht,aber es ist eine interessante Geschichte.
Abstand Radius Masse
Satellit (000 km) (km) (kg)
-------- -------- ------ --------
Mond 384 1738 7.35e22
Mehr über Erde und Mond
Bücher
Mehr Erdbilder und Filme
Seiten zur Erde bei sonnenwen.de
Allgemeines
Entstehung
Oberfläche
Daten
Die Erde vom Senckenberg-Server der UniFrankfurt/Main
Die Erde bei Astronomie-Sonnensystem.de von Steffi Komrovski
Ausder Fototour der Uni Hohenheim
Die Erde von Johannes Puschnig
Die Erde vonastronomiepur.de
Die Erde von Matthias Raithel
Die Erde im AVSO-Lehrgang
Die Erde von Ben Schwarz und Team
Die RPIF-Bilder der Erde am DLR
Auch amDLR: Das Photojournal
Hervorragende Seite zur Bestimmung von geographischer Längeund Breite von Thomas Gebhardt
Ebenfalls von Thomas Gebhardt eine Seite zurPräzession
Die Zeitschrift Bild der Wissenschaft bietet eine Suchfunktion für neuereMeldungen zum Thema
Das Gleiche bietet auch TELEPOLIS - magazin der netzkultur
Landnutzung der USA
(AVHRR Fehlfarben>
Offene Punkte
Unser Wissenüber das Erdinnere ist fast vollständig von indirekten Beweisen abgeleitet. Wie könnenwir mehr Informationen erhalten?
Trotz des Anstiegs derSonnen„konstanten“ blieb die durchschnittliche Temperatur an derErdoberfläche über mehrere Milliarden Jahre hinweg sehr stabil. Die beste Theorie besagt,daß sich der Kohlendioxidanteil an der Erdatmosphäre verändert hat, um denTreibhauseffekt zu regulieren. Wie konnte das vor sich gehen? Die Gaiahypothesebehauptet, daß die biologische Aktivität dies regelt. Genauere Informationen über Venusund Mars könnten Hinweise geben.
Wie viel Kohlendioxid können wir noch in dieAtmosphäre entlassen, bevor sie wie Venus endet?
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