|
|
|
ERDE
Erde / Einführung
Von allen Planeten, die bisher entdeckt wurden, ist die Erde der einzige
Planet, von dem wir wissen, dass es Leben auf ihm gibt. Als vor 4,6
Milliarden Jahren das Sonnensystem entstand, bildete sich auch die Erde,
vermutlich aus aufeinanderprallenden Gesteinsbrocken.
Hier gibt es zwei Entstehungs-
theorien. Die homogene Theorie
besagt, dass die Gesteinspartikel
sich allmählich zusammenballten
und sich in Schichten aufteilten,
wobei die leichteste Schicht nach
außen lag.
Die heterogene Theorie besagt,
dass sich zuerst ein Kern aus
schweren Stoffen bildete, um den
sich dann leichtere Stoffe sam-
melten. Nachdem die Erdkruste
allmählich erkaltet war, bildeten
sich Urkontinente.
Diese jedoch brachen wieder auseinander und verschmolzen neu. Durch diese
immer wieder auftretenden Vorgänge trennten sich leichtere und schwerere
Stoffe und es kam zur weiteren Schichtenbildung, wie man sie heute bei
Untersuchungen der Erdkruste findet.
Die Erde besteht zu 70% aus Wasserflächen. Wasser im flüssigen Zustand
findet man sonst auf keinem anderen Planeten. Die Ozeane und Meere der Erde
zeigen mit ihren riesigen Schelfgebieten, Tiefseeböden, Tiefseegräben und
Mittelozeanischen Rücken sowie zahlreichen Meeresströmungen ein
abwechslungsreiches Bild.
30% sind Landflächen, die sehr unterschiedlich geprägt sind durch Einflüsse
vom Erdinneren her, wie Vulkanismus, Kontinentalverschiebungen und Erdbeben,
aber auch radioaktive Vorgänge und Konvektionsströmungen.
Äußere Einflüsse wie Sonne, Wind, Niederschläge und die damit verbundenen
Erosionen und Verwitterungen prägen zusätzlich das Bild der Erdoberfläche.
Flüsse und Seen sowie Gebirge und Täler bieten ein abwechslungsreiches
Aussehen. Je nach Klima findet man eine vielfältige Vegetation oder
ausgedehnte Wüsten.
Stellung und Aufbau
Von der Sonne aus ist die Erde der dritte Planet. Zwischen Venus und Mars
gelegen umkreist sie die Sonne gemeinsam mit dem Erdmond.
Die Erde gehört zu den Gesteins-
planeten des Sonnensystems.Sie
besteht aus drei Hauptschichten:
Kruste, Mantel und Kern.
Über das Innere der Erde ist
relativ wenig bekannt. Man ver-
mutet, dass der feste Innenkern,
der aus Nickel und Eisen besteht,
Temperaturen bis zu 4000 Grad
Celsius erreicht. Bei diesen Tem-
peraturen müßten die Metalle
eigentlich flüssig sein, bleiben
aber durch den enorm hohen
Druck fest. Der Durchmesser des
inneren Kerns wird auf 2400
Kilometer geschätzt. Daran schließt sich ein äußerer Kern von 2000 Kilometer
Dicke mit etwas niedrigeren Temperaturen an. Er ist die einzige flüssige
Schicht im Erd-
innern und besteht aus Eisen und Nickel. Durch die Bewegung des heißen
Gesteins wird das Magnetfeld der Erde erzeugt.
Eine nun folgende Grenze zwischen äußerem Kern und Erdmantel bezeichnet man
als Gutenberg-Diskontinuität. Der sich anschließende Mantel ist etwa 2800
Kilometer dick und macht die Hauptmasse der Erde aus. Er besteht zum großen
Teil aus heißen, festen Silikatgesteinen.
Die sich anschließende scharfe Grenze zwischen Erdmantel und Erdkruste nennt
man Mohorovicic- Diskontinuität (kurz: Moho-Übergang). Sie wurde so benannt,
weil Andrija Mohorovicic im Jahre 1909 bei der Analyse von Erdbebenwellen
entdeckte, dass an dieser Stelle eine abrupte Materialver-
änderung im Erdinnern bestehen müsse.
Die Erdkruste, die die Erde umgibt, ist im Vergleich zum Erdradius sehr
gering. Unter den Ozeanen schwankt die Krustendicke nur zwischen 5 und 11
Kilometern, unter den Kontinenten reicht sie bis zu 100 Kilometern Dicke.
Die kontinentale Kruste ist sehr abwechslungsreich. Sie beinhaltet Steine,
die bis zu 3,8 Millionen Jahre alt sind. Durch Verwitterung, Verformung,
Hebung und Senkung hat sich eine viel-
fältige Struktur entwickelt. Die Oberfläche bilden häufig Sedimente und
vulkanische Gesteine. Darunter liegen aufgefaltete metamorphisierte
Sedimentschichten sowie Granit und kristalline Schichtgesteine, gebildet
durch chemische Reaktionen, die ständig neue Mineralien entstehen lassen.
Die ozeanische Kruste ist relativ einfach aufgebaut: leicht verfestigte
Sedimente, durchsetzt mit organischen Bestandteilen, bedecken den Meeres-
boden. Sie haben eine Dicke von bis zu 3 Kilometern. Darunter liegt hartes
Gestein, vor allem Basalt.
Dieses reicht bis zu einer durchschnittlichen Dicke von 1,5 Kilometern. Eine
dritte darunter liegende Schicht ist noch nicht ausreichend erforscht, weil
Tiefbohrungen hier noch nicht möglich waren. In diese Schichten ragen
gewaltige Magmakegel, die vom Mantel ausgehen, hinein. Hier entsteht beim
Austreten von heißen Magmamassen neue Erdkruste.
Die Erdoberfläche besteht aus mehreren sogenannten tektonischen Platten.
Diese setzen sich zusammen aus der Erdkruste und den äußersten hundert
Kilometern des Erdmantels und werden als Lithosphäre (griech.: Welt der
Gesteine) bezeichnet. Sie bewegen sich auf der Asthenosphäre (griech.:
weiches Gestein) , einer heißeren und weicheren Schicht innerhalb des
Erdmantels.
Je nachdem, ob und wo zwei tektonische Platten auseinander driften oder
aufeinander stoßen, ergeben sich beispielsweise Auffaltungen, die Gebirge
entstehen lassen oder Ozeanische Rücken, aus denen Magma zur Erd-
krustenbildung austritt.
Die Erde ist also einem ständigen Wandel unterzogen, weil an zahlreichen
Stellen neue Erdkruste gebildet wird, an sogenannten Subduktionszonen aber
auch ozeanische Kruste wieder in den Erdmantel abtaucht, wo sie in der Tiefe
schmilzt und dem Kreislauf der Gesteine wieder zugefügt wird. Diese
Umformungen können natürlich viele Millionen Jahre dauern.
Auch Veränderungen, an denen der Mensch sich beteiligt, wirken sich auf das
Leben auf unserer Erde aus. Wichtige Denkanstöße bieten hier die allmähliche
Temperaturzunahme auf der Erde (Treibhauseffekt), das Ozonloch und der Saure
Regen. Rotation
Die Erde dreht sich nicht nur um die Sonne, sondern auch um die eigene
Achse. In einem Jahr (364,25 Tage) umkreist sie einmal die Sonne und an
einem Tag (23 Std.56 Min.) rotiert sie einmal um sich selbst.
Zeigt der Teil der Erde, auf dem
man sich befindet, zur Sonne,
ist Tag. Auf der der Sonne ab-
gewandten Seite herrscht Nacht.
Weil die Rotationsachse der
Erde um 23,4 Grad zur Bahn-
ebene geneigt ist, also die Erd-
achse nicht senkrecht auf der
Ebene der Erdumlaufbahn um
die Sonne steht, sind die
Jahreszeiten entstanden.
Dabei zeigt durch die Achsenstellung der Nordpol etwa ein
halbes Jahr zur Sonne und
anschließend der Südpol. In den äquatornahen Gebieten herrscht ein weitaus
gleichmäßigeres Klima, da die Sonneneinstrahlung immer im gleichen Winkel
erfolgt. Atmosphäre
Die Atmosphäre, ohne die eine Leben auf der Erde nicht möglich wäre, umgibt
den Planeten wie ein riesiger Schutzschild. Sie besteht zu 78% aus
Stickstoff und enthält ca.21% Sauerstoff. Daneben findet man 0,9% Argon und
0,04% Kohlendioxid sowie
Spuren von Neon, Wasserstoff,
Helium, Ozon, Methan und Stick- oxid.
Die Atmosphäre läßt sich in verschiedene Schichten unterteilen:
in Troposphäre, Stratosphäre,
Mesosphäre, Thermosphäre und
Exosphäre.
Die Troposphäre ist der Bereich
unmittelbar über der Erdoberfläche, also die unterste Schicht
der Atmosphäre. Sie reicht in
Äquatornähe bis in 20 Kilometer
Höhe.
Die Erde hat nicht eine vollkommen kugelige Form, sondern ist an den Polen
etwas abgeflacht und am Äquator etwas ausgewölbt. Während sie sich dreht,
ist die Bewegung an Punkten des Äquators schneller als an den Polen. Durch
die verstärkte Zentrifugalkraft kommt es am Äquator zur leichten
Wulstbildung. Hier ist der Erddurchmesser ca. 43 Kilometer länger als an den
Polen. An den Polen ist sie 10 Kilometer dick. Hier entstehen die Phänomene,
die unser Wetter beinflussen. Zu ihnen gehören Regen, Schnee und Wolken-
bildung, aber auch Gewitter und Stürme.
In der Troposphäre sinkt die Temperatur von durchschnittlich 15 Grad Celsius
am Boden bis auf Minus 60 Grad Celsius an der oberen Grenze zur
Stratosphäre. Hier befindet sich auch die Ozonschicht, die das Leben auf der
Erde vor den gefährlichen ultravioletten Strahlen der Sonne schützt, indem
sie die Strahlen herausfiltert und in Wärme umwandelt. Die Stratosphäre
reicht bis in 50 Kilometer Höhe. Die Temperaturen von Minus 60 Grad Celsius
an der unteren Grenze erhöhen sich bis etwa zum Gefrier-
punkt an der oberen Grenze.
An die Stratosphäre schließt sich die Mesosphäre an, deren obere Grenze etwa
80 Kilometer über dem Erdboden liegt. Im oberen Bereich sinken die
Temperaturen bis auf Minus 80 Grad Celsíus, während der untere Teil etwas
wärmer ist, weil er die Wärme der darunter liegenden Stratosphäre aufnimmt.
Aus dem Weltraum kommende Meteore dringen bis hierher ein und verglühen.
Bis in eine Höhe von 450 Kilometern ragt die Thermosphäre, wo die
Temperaturen wieder deutlich ansteigen. Sie ist die heißeste
Atmosphäreschicht. Hier nehmen die nur noch wenig vorkommenden Gasmoleküle
die von der Sonne auftretende Strahlung auf. In den oberen Bereichen kann es
zu Temperaturen bis zu 2000 Grad Celsius kommen.
Die oberste Schicht der Atmosphäre heißt Exosphäre. Sie ragt bis in etwa 900
Kilometer Höhe. Hier findet man kaum noch Sauerstoffmoleküle. Die Atmosphäre
bildet an dieser Stelle den Übergang in den luftleeren Weltraum, wo die
meisten Satelliten die Erde umkreisen.
Magnetfeld
Wie andere Planeten hat auch die Erde ein Magnetfeld. Das Magnetfeld wird
als Kraftfeld beschrieben, das durch elektrische Ströme oder elektrische
Felder erzeugt wird.
Auf der Erde hat es sich in den
letzten 2000 Jahren immer weiter abgeschwächt. Für kurze Zeit
wird es in der Zukunft ganz verschwinden. Dieser Vorgang hat
sich in der Vergangenheit häufig
wiederholt. Das Magnetfeld kehrt
sich um. Über die Entstehung
lässt sich folgendes sagen.
Als die Erde vor Jahrmilliarden
noch ein Gasball war, wurde ihre
elektrisch leitfähige Materie vom
Magnetismus der Sonne erfasst
und Elektronen wurden in Bewegung gesetzt.
Dadurch wurde Strom erzeugt und es baute sich allmählich ein eigenes
Erdmagnetfeld auf. Als Magnetosphäre dehnt es sich weit in den Weltraum aus,
wird aber vom Sonnenwind stark verformt. Die eigentlich kugelartige Form
wird an der sonnennahen Seite zusammengedrückt und an der gegenüber
liegenden Seite verlängert. Das Magnetfeld dient uns als Schutzschild gegen
den Sonnenwind und ist für das Überleben unabdingbar.
Der Form nach läßt es sich mit einem Stabmagneten vergleichen, der sich in
der Nähe des Erdmittelpunktes befindet. Er ist um ca. 11 Grad gegen die
Rotationsachse geneigt. Wegen seiner entgegengesetzten Pole wird er auch
Dipolfeld genannt.
Der magnetische Nord- und Südpol fällt nicht mit dem jeweiligen geografischen
Pol zusammen. Eine Kompassnadel zeigt daher auch nur die ungefähre Nord-
Südrichtung an.
©by megasystems
|
|
|
