Studium, Ausbildung und Beruf

web uni-protokolle.de
 powered by
NachrichtenLexikonProtokolleBücherForenSonntag, 22. Oktober 2017 

Erde


Dieser Artikel von Wikipedia ist u.U. veraltet. Die neue Version gibt es hier.
Dieser Artikel befasst sich mit dem Planeten Erde . Andere Bedeutungen unter Erde (Begriffsklärung) .
Die Erde aufgenommen von Apollo 17.
Eigenschaften des Orbits
Aphel 152 1 Mio. km
1 017 AE
Mittlerer Radius 149 6 Mio. km
1 AE
Perihel 147 09 Mio. km
0 983 AE
numerische Exzentrizität 0 0167
Siderische Periode 365 256 Tage
Ø Orbitalgeschwindigkeit 29 78 km/s
Inklination
Physikalische Eigenschaften
Durchmesser am Äquator 12756 2 km
Durchmesser von Pol zu Pol 12713 6 km
Volumen 1083 23 Mrd. km 3
Oberflächeninhalt 510 06 Mio. km 2
Masse 5 9736 × 10 24 kg
Mittlere Dichte 5 515 g/cm 3
Schwerkraft
an der Oberfläche
9 798 m/s²
Rotationsperiode 23 9345 Std.
Neigung der Drehachse 23 45°
Albedo 0 367
Fluchtgeschwindigkeit 11 186 km/s
Temperatur
an der Oberfläche
Min Mittel Max
213 K 288K 331K
Eigenschaften der Atmosphäre
Druck 1014 mbar
Stickstoff 78 084%
Sauerstoff 20 946%
Argon 9340 ppm
Kohlendioxid 350 ppm
Neon 18 18 ppm
Helium 5 24 ppm
Methan 1 7 ppm
Krypton 1 14 ppm
Wasserstoff 0 55 ppm

Sonstige Daten
Anzahl der Satelliten 1 der Erdmond

Die Erde (von indogermanisch er[t] ) ist die Heimat des Menschen . Sie ist ca 4 6 Milliarden Jahre alt befindet sich von der Sonne aus gesehen an dritter Stelle in Sonnensystem und ist der einzige Planet auf dem Leben bekannt ist. Zeichen: ♁

Inhaltsverzeichnis

Aufbau

Aufbau der Erde (Schalen)

Die Erde ist nur sehr annähernd Kugel . Durch die Fliehkräfte ihrer Rotation ist sie an den Polen geringfügig abgeplattet so dass der Umfang der am Äquator 40.076 592 km über die Pole 40.009 153 km beträgt der Durchmesser des Planeten um 0 27% variieren ein Ellipsoid bilden. Der Meeresspiegel (das Geoid ) weicht davon nochmals um ± 100 ab. Die Unterschiede im Umfang bewirken dass keinen eindeutig höchsten Berg auf der Erde gibt. Je nach könnte dies der Mt. Everest der Chimborazo oder der Mauna Loa sein.

Die Oberfläche der Erde unterteilt sich Landfläche (29 3%) und Wasserfläche (70 7%). Die Landfläche wird zum Teil von den Kontinenten gebildet.

Die Erde besteht in ihrem Inneren drei durch seismische Diskontinuitätsflächen (Unstetigkeitsflächen) begrenzte Schalen: Erdkruste dem Erdmantel und dem Erdkern .

Eigenschaften der Schalen

Erdkern

  • Innerer Erdkern : Der innere Kern der Erde erstreckt zwischen 5100 km und 6370 km unter Erdoberfläche. Er besteht aus einer festen Eisen - Nickel - Legierung . Der Druck beträgt hier bis zu 4 Millionen und die Temperatur liegt zwischen 4000°C und ähnlich den dunklen Flecken an der Sonnenoberfläche .

  • Äußerer Erdkern : Der äußere Kern liegt in einer zwischen 2900 km und 5100 km. Er flüssig bei einer Temperatur von ca. 2900°C besteht aus einer Nickel-Eisen-Schmelze die möglicherweise auch Spuren von Schwefel oder Sauerstoff enthält. Im Zusammenwirken mit der Erdrotation ist die bewegliche Eisenschmelze aufgrund ihrer Leitfähigkeit verantwortlich für das Erdmagnetfeld .

Erdmantel

  • Unterer Mantel : Der Übergang zwischen äußerem Kern und Mantel ist durch eine sprunghafte Dichteabnahme von auf 5 g/cm 3 gekennzeichnet. Ursache dafür ist ein Mineralwechsel der untere Mantel besteht aus schweren Silikaten einem Gemenge von Metalloxiden wie z.B. Magnesiumoxid und Eisenoxid. Im Mantel zwischen 700 km und 2900 km herrscht eine Temperatur von etwa 2000°C. An überhitzten Grenzschicht zwischen äußerem Kern und unterem entspringen Plumes und Superplumes.

  • Übergangszone : Dieser Bereich zwischen 350 km und km Tiefe wird bereits dem oberen Mantel

  • Oberer Mantel : Der obere Mantel ist weniger starr der untere noch etwa 1500°C heiß und nur aus Peridotit das sich aus Olivin und Pyroxen zusammensetzt. Es gilt als gesichert dass basaltischen Magmen die alle Phänomene des Vulkanismus hervorbringen aus dem Material des oberen bestehen. In der Bewegung dieser Magmaströme liegt Ursache von Plattentektonik Erdbeben und Gebirgsbildungen .

  • Asthenosphäre : Zwischen 100 km und 350 km in den oberen Erdmantel hinein erstreckt sich Asthenosphäre die 'Fließschicht' für die darüber liegende starre Lithosphäre .

Erdkruste

Die Erdkruste auch Lithosphäre genannt (zur Lithosphäre zählt noch der äußere starre Teil des oberen besteht aus zwei sehr unterschiedlichen Strukturen:

  • Ozeanische Erdkruste : Die ozeanische Kruste bildet mit ihrer km Mächtigkeit eine vergleichsweise dünne Schicht um Erdmantel. Sie besteht aus riesigen Platten die in langsamer Bewegung sind und dabei auf 'Fließschicht' (Asthenosphäre) des oberen Mantels schwimmen.
An den Spreizungszonen der Krustenplatten den mittelozeanischen Rücken dringen ständig basaltische Magmen empor die fließbandartig neue ozeanische produzieren bestehend aus Basalt und Gabbro . Deshalb wird die ozeanische Kruste mit Entfernung von den Rücken immer älter. Da an Subduktionszonen wieder in den Mantel abtaucht um aufgeschmolzen zu werden ist sie nirgendwo älter 200 Millionen Jahre.

  • Kontinentale Erdkruste: Sie besteht aus einzelnen die wir auch als Kontinente bezeichnen. Auch die kontinentale Kruste 'schwimmt' der ozeanischen Kruste dort wo sie als am höchsten aufragt taucht sie durch ihr auch am tiefsten ein (Isostasie).

Weltkarte

In den unter den Weltmeeren liegenden Krustenbereichen ist die Erdkruste am dünnsten ihre liegt zwischen 10 und 65 Kilometern. Die Kruste setzt sich aus kristallinen Gesteinen zusammen Hauptbestandteile Quarz und Feldspäte bilden. Chemisch ist die kontinentale Kruste 46 6 Gewichtsprozent (62 55 Atomprozent bzw. Volumenprozent) aus Sauerstoff aufgebaut bildet also eine 'steinharte' Packung aus Sauerstoff. Im Bereich der und an der Erdoberfläche sind die Gesteine ständigen Umwandlungsprozess unterworfen den man auch als Kreislauf der Gesteine bezeichnet. Selten finden sich Gesteine die seit der ersten Krustenbildungen in Erdgeschichte unverändert geblieben sind die ältesten je haben ein Alter von 4 Milliarden Jahren.

Erforschung des schaligen Aufbaus der Erde

Unsere Kenntnisse über den Aufbau der stammen aus verschiedenen geophysikalischen Quellen.

Gravimetrie und Isostasie

Erste Hinweise auf das innere Material Erde ergaben sich aus ihrer mittleren Dichte von 5 5 g/cm³ die man Gravitationsgesetz aus dem Mondumlauf berechnen konnte. Da oberflächennahe Gesteine im Durchschnitt 2 7 g/cm³ aufweisen das Erdinnere zumindest 2-3mal dichter sein (Eisen etwa 8).

Messungen der Lotrichtung zeigten schon im frühen 19. Jahrhundert dass das Erdinnere unter hohen Gebirgen eine geringere Dichte hat. Durch genaue Schwerkraft -Messungen ( Gravimetrie ) erkannte man bald dass dort die Erdkruste dicker als anderswo ist und dass darunter befindliche Erdmantel aus schwereren Gesteinen besteht. Gebirgsmassive tauchen wie Eisberge umso tiefer ins Erdinnere je höher sind. Dieses "Schwimm- Gleichgewicht " nennt man Isostasie.
Durch Satellitengeodäsie lassen sich auf ähnliche Art auch Anomalien des Erdmantels orten.

Bohrungen

Die tiefste Bohrung die je durchgeführt fand in Russland auf der Halbinsel Kola statt und führte bis in eine von 12 km. Hier konnte die oberste der kontinentalen Kruste erforscht werden die an Stelle eine Mächtigkeit von etwa 30 km Eine weitere Bohrung die sogenannte Kontinentale Tiefenbohrung (KTB) die 9 1 km erreicht wurde in der deutschen Oberpfalz vorgenommen. Bei einer geplanten Tiefe von km wäre es möglich gewesen die kontinentale an der Nahtstelle zu erforschen an der 300 Millionen Jahren die auf dem Erdmantel Kontinente Ur-Afrika und Ur-Europa kollidierten.

Tiefbohrungen bewegen sich im oberen Krustenbereich können daher nur einen kleinen Einblick ins gewähren. Würde man die Erde auf Apfelgröße so würden unsere tiefsten Bohrungen noch nicht dem Anritzen der Schale entsprechen. Durch Bohrungen größere Tiefen vorzustoßen übersteigt derzeit die technischen die hohen Drücke (in 14 km Tiefe 4 kbar) und Temperaturen (in 14 km ca. 300°C) erfordern neue Lösungen.

Vulkanische Tätigkeit

Die größte Tiefe aus der Magma die Erdoberfläche dringt und dabei die verschiedenen des Vulkanismus hervorbringt findet sich an der Grenzschicht dem äußeren Kern und dem unteren Mantel das z.B. bei Plumes zu beobachten ist. Das bei einer Eruption zu Tage geförderte Material stammt also aus dem Mantel und kann entsprechend analysiert

Weiteren Aufschluss über die Manteleigenschaften kann über die Erforschung der mittelozeanischen Rücken gewinnen. Der hier direkt unter der liegende Mantel steigt auf um den Raum den entstehenden Lücken zu füllen. Normalerweise schmilzt Mantelgestein dabei durch die Druckentlastung und bildet Erkalten die neue Ozeankruste auf dem Meeresboden . Diese rund 8 km mächtige Kruste den Zugang zum ursprünglichen Mantelgestein. Eine interessante bildet möglicherweise der mittelozeanische Rücken zwischen Grönland und Russland der Gakkel-Rücken der der langsamst spreizende Rücken der ist (weniger als 1 cm pro Jahr). Erdmantel steigt hier nur sehr langsam auf. bildet sich keine Schmelze und in Folge auch keine Kruste. Das Mantelgestein könnte also am Meeresboden zu finden sein.

Seismik

Die Erde wird täglich von Erdbeben erschüttert die weltweit von Messstationen registriert Wäre die Erde ein homogener Körper könnte man genau ausrechnen wann sich gleichmäßig in alle Richtungen durch den ausbreitenden Erdbebenwellen bestimmte Orte erreichen. Die tatsächlichen widerlegen diese Annahme. Die seismischen Signale treten verzögert oder vorzeitig auf. lässt nur eine Schlussfolgerung zu: Die seismischen durchqueren Materie unterschiedlicher Dichte denn je flüssiger ist desto langsamer wird sie von Erdbebenwellen Im Jahre 1912 hatte Beno Gutenberg erstmals die Grenze dem silikatischen Mantelmaterial und dem Nickel - Eisen - Kern in einer Tiefe von 2900 km Kurz zuvor entdeckte der kroatische Geophysiker Andrija Mohorovicic die nach ihm benannte Unstetigkeitsfläche zwischen Erdkruste und Erdmantel . Beides war möglich weil markante Sprünge der Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen - so genannte 'seismische Diskontinuitäten' - werden konnten. Neben den seismischen Diskontinuitäten lassen auch 'chemische Diskontinuitäten' beobachten. Sie beruhen auf plötzlichen Änderung der chemischen Zusammensetzung im Erdinneren. Allgemeinen stimmen beide Diskontinuitäten an den Grenzen und Mantel-Kruste überein. Es gibt jedoch Ausnahmen: der 'Übergangszone' gibt es Dichtesprünge ohne Änderung chemischen Zusammensetzung. Man geht davon aus dass durch Phasenumwandlung entstanden sind wobei sich ein Mineral in einer bestimmten Tiefe in ein dichteres Mineral derselben Zusammensetzung umbildet.

Meteoriten

Unsere Vorstellungen über den Stoffbestand des beruhen neben den oben genannten Methoden auf anhand der Zusammensetzung von Meteoriten . Meistens wird angenommen dass die chemische der Erde derjenigen von chondritischen Meteoriten gleicht. Ebenso wie unsere Erde auch noch andere Planeten des Sonnensystems im Laufe ihrer Geschichte die Entwicklung einem schalenförmig aufgebauten Inneren aus Kern-Mantel-Kruste mitgemacht. Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter kreisen noch Tausende "Trümmer" um die Sonne . Hin und wieder bewirken Bahnstörungen dass kleine Körper oder Teile von Kometen als Meteoriten auf die Erdoberfläche stürzen. Falls sich Fallort mittels ihrer Leuchtspuren orten läßt kann sie genau analysieren. Rund ein Zehntel besteht gänzlich aus Eisen der Rest aus verschiedenen meist dunklen Grob vereinfacht kann man sagen dass reine aus dem Kern von Himmelskörpern stammen 'Stein-Eisen-Meteorite' aus dem und 'Stein-Meteorite' aus der Kruste.

Entstehung des Schalenaufbaus

Ebenso wie alle anderen Planeten des Sonnensystems entstand die Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren aus einer rotierenden Staub- und die durch ihre Schwerkraft langsam dichter wurde und Planetesimale bildete. Massereichere Teilchen zogen wegen ihrer Gravitation die kleineren an und wuchsen auf Weise allmählich zu Proto-Planeten heran bis letztlich Planeten übrig blieben die einen Großteil der Materie abgezogen hatten. Aus einem anfangs kalten im Inneren homogenen Himmelskörper hat sich die Proto-Erde innerhalb von 100 Millionen Jahre durch die Einschläge der und der freiwerdenden gravitativen Energie zunehmend erwärmt.

Durch den Massenzuwachs verdichtete sich der radioaktive Zerfallsprozesse beschleunigten die Erhitzung des Planeten. sich die Erde auf ungefähr 2000°C erwärmt - eine Temperatur bei der Eisen und die meisten Silikate geschmolzen sind - bildete sich tröpfchenförmige in der sich die - gemäss Goldschmidt-Klassifikation - siderophilen Elemente anreicherten und Silikatschmelzen der sich die lithophilen Elemente anreicherten. Die Tröpfchen der Metallschmelze wanderten Richtung Zentrum und sammelten sich zum Eisenkern während die leichtere Silikatschmelze vom nach aussen verdrängt wurde und sich zum und zur Erdkruste entwickelte.

Durch lange währende Differentiation gelangte somit leichtere Materie in die äußeren Zonen der So entstand über dem schweren Eisenkern ein aus Gesteinen mittlerer Dichte bestehend aus Magnesium -Eisen- Silikaten und darüber eine Außenkruste aus leichtem wie Sauerstoff Silizium Aluminium Calcium Natrium u. a. Das leichte Wasser dessen bis heute umstritten ist fand sich zu Urozeanen zusammen. Die noch leichteren Gase erzeugten die Atmosphäre der Erde. Dass die Differentiation heute noch nicht abgeschlossen ist erkennt man am Gasausstoß bei Vulkanausbrüchen wobei riesige Mengen an Gasen aus Erdinneren entweichen.

Atmosphäre

Hauptartikel: Erdatmosphäre

Die Erde ist umgeben von einer 640 km hohen Atmosphäre . In bodennahen Schichten besteht diese im aus 78% Stickstoff 21% Sauerstoff und 1% Edelgasen . Dazu kommt ein wechselnder Anteil an Wasserdampf (0-5%) der das Wettergeschehen bestimmt. Die auf der Erde gemessenen betragen -89 6°C (gemessen am 21. Juli 1983 in der Vostok Station in der Antarktis auf 3420 m Höhe was einer von -60°C auf Meereshöhe entspräche) und +58°C am 13. September 1922 in Al' Aziziyah in Libyen auf 111 m Höhe).

Globaler Energiehaushalt

Der Energiehaushalt der Erde wird im durch die Einstrahlung der Sonne bestimmt der vorwiegend durch radioaktive Zerfälle erzeugte Energiebeitrag beträgt nur etwa 0 Die Albedo der Erde beträgt 0 367 ein wesentlicher Anteil auf die Wolken der zurückzuführen ist. Dies führt zu einer globalen Temperatur von 246 K (-27 °C) Die der unteren Erdatmosphäre liegt jedoch durch einen (natürlichen) Treibhauseffekt bei etwa 288 K (15 °C) Wasser und Kohlendioxid den Hauptbeitrag liefern.

Herkunft des irdischen Wassers

Die Herkunft des irdischen Wassers und der Ozeane ist bisher noch umstritten. Diskutiert drei Möglichkeiten.

  • Ausgasen aus dem Inneren der Erde (teilweise vulkanisch )
  • Einschlag eines oder mehrerer Kometen oder Transneptunische Objekte
  • Einschlag eines oder mehrerer wasserreicher Asteroiden (Protoplaneten) den äußeren Bereichen des Asteroidengürtels

Die große Menge an Wasser die der Erde im Vergleich zu anderen erdähnlichen vorhanden ist kann nur schwer allein durch aus dem Erdinneren erklärt werden. Die Planetesimale aus denen die Erde sich bildete in einem Bereich des früheren Sonnensystems in relativ wenig Wasser vorhanden war. Je kleiner Abstand zur Sonne war desto höher die und desto weniger Wasser war vorhanden. Erst der solaren "Schneegrenze" welche etwa inmitten des Asteroidengürtels lag war Wasser in größerer Menge

So zeigen kohlige Chondrite von denen angenommen wird dass sie den äußeren Bereichen des Asteroidengürtels entstanden sind Wassergehalt von manchmal mehr als 10% ihres während gewöhnliche Chondrite oder gar Enstatit-Chondrite vom inneren Rand des Asteroidengürtels weniger 0 1% ihres Gewichts Wasser enthalten. Die aus denen sich die erdähnlichen Planeten bildeten dementsprechend noch weniger Wasser enthalten haben. Zudem angenommen dass bei der Akkretion der Planetesimale den Planeten nochmals Wasser verloren ging. Damit es schwierig die Menge an Wasser auf Erde allein durch Ausgasen aus dem Erdinneren erklären. Deswegen wird heute meistens angenommen dass überwiegende Teil des irdischen Wassers aus den Bereichen des Sonnensystems stammt.

Ein rein kometarer Ursprung des Wassers nach Messung des Isotopenverhälnis von Wasserstoff in den drei Kometen Halley Hyakutake und Hale-Bopp durch David Jewitt et al. unwahrscheinlich demnach das Verhältnis von Deuterium zu Protium (D/H-Verhältnis) von Kometen etwa doppelt so ist wie in ozeanischem Wasser. Nicht klar dabei allerdings ob diese Kometen repräsentaiv für aus dem Kuiper-Gürtel sind. Nach A. Morbidelli et al. & Planetary Science 35 (2000) 1309-1329) kommt größte Teil des heutigen Wassers von einigen äußeren Asteroidengürtel geformten Protoplaneten die auf die stürzten wofür das D/H-Verhältnis von kohligen Chondriten Wassereinschlüsse in kohligen Chondriten zeigen ein ähnliches wie ozeanisches Wasser. Nach A. Morbidelli et käme ein kleiner Teil auch von Kometen der Jupiter-Saturn-Region welche bereits recht früh während Akkretion der Erde angesammelt wurden. Etwa 10% von Kometen aus der Uranus-Neptun Region und Kuiper-Gürtel welche am Ende der Erdakkretion auf Erde stürzten.

Mond

Hauptartikel: Mond

Die Erde wird von einem Mond Dieser ist im Vergleich zur Erde deutlich als es bei den anderen Planeten mit des Pluto / Charon -Systems der Fall ist. Der große Mond verantwortlich für die Stabilität der Bahnneigung der und damit auch für die guten Bedingungen Entstehen von Leben auf der Erde.

Gezeiten

Der Mond verursacht auf der Erde Gezeiten . Ebbe und Flut in den Meeren und im Erdmantel die Erdrotation und verlängern dadurch gegenwärtig die um etwa 20 Mikrosekunden pro Jahr. Die der Erde wird dabei in Wärme umgewandelt. Drehimpuls wird auf den Mond übertragen dessen sich dadurch um etwa 4 Zentimeter pro von der Erde entfernt. Dieser schon lange Effekt ist seit etwa 1995 durch Laser-Distanzmessungen

Die zunehmende Tageslänge kann geologisch anhand Wachstumsringen in fossilen Korallen nachgewiesen werden. Man findet in diesen eine 'Spur' für jeden Tag und eine Regelmäßigkeit aus der sich die Anzahl der im damaligen Jahr bestimmen lässt. In historischer zeigt sich die Zunahme der Tageslänge anhand Sonnenfinsternisse die bei gleichbleibender Tageslänge an einem Ort auf der Erde sichtbar gewesen wären.

Extrapoliert man diese Abbremsung in die Zukunft auch die Erde einmal dem Mond immer gleiche Seite zuwenden wobei ein Tag auf Erde dann 47 Mal so lang wäre heute. Damit unterliegt die Erde dem gleichen der in der Vergangenheit schon zur gebundenen des Mondes geführt hat. Zu dem Zeitpunkt dem diese Korotation eintreten wird wird das Wechselspiel der beendet sein. Die Flutberge verbleiben dann immer einem Ort auf der Verbindungslinie Erde-Mond und wird zu einer dauerhaften Verformung des Erdkörpers ähnlich dem des Mondes. Diese Überlegungen kann allerdings als hypothetisch betrachten da zum einen Stabilität der Erdrotation nicht gewährleistet ist. Zum wird sich durch den Übergang der Sonne einem weißen Zwerg auch das gesamte Sonnensystem verändert haben.

Leben

Die Erde ist der einzige bekannte auf dem sich Leben entwickelt hat. Nach dem gegenwärtigen Stand Forschung begann das Leben auf der Erde sehr kurzer Zeitspannen nachdem das anfängliche starke durch Asteroiden dem die Erde die erste bis etwa vor 3 9 Milliarden Jahren war abgenommen hatte sich eine stabile Erdkruste und diese sich soweit abgekühlt hatte dass Wasser möglich war. Die bisher ältesten allerdings Hinweise auf Leben (vertsteinerte Cyanobakterien) sind 3 Milliarden Jahre alt und wurden in Gesteinen Westaustralein gefunden. In 3 9 Milliarden Jahre grönländischen Sediment-Gestein wurden Anomalien in Kohlenstoffistopenverhältnissen gefunden auf biologischen Stoffwechsel hindeuten so dass eventuell zu dieser Zeit Leben existierte.

Das Leben hat einen großen Einfluß die Entwicklung und das Erscheinungsbild der Erde. das Leben wurde durch die Produktion von die atmosphärische Zusammensetzung und durch die Pflanzen Albedo und damit die Energiebilanz entscheidend verändert.

Die Erde bei Nacht

Ein dreidimensionales Modell der Erde wird Globus genannt.

Siehe auch:


Weblinks

{{Navigationsleiste_Sonnensystem}}



Bücher zum Thema Erde

Dieser Artikel von Wikipedia unterliegt der GNU FDL.

ImpressumLesezeichen setzenSeite versendenSeite drucken

HTML-Code zum Verweis auf diese Seite:
<a href="http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/Erde_(Planet).html">Erde </a>