Erde
Die Erde - unsere Heimat im Universum
Benannt nach: erda (wahrscheinlich) , dem germanischen Begriff für den Erdboden unter unseren Füßen. Die Römer nannten die Erde in lateinischer Sprache Terra, was die Welt, der Erdboden bedeutet. Und die Griechen nannten die Erde nach Gaia: die Göttin der personifizierten Erde. Alle diese Namensgebungen dokumentieren die Verehrung der Erde und des Erdbodens als Grundlage allen irdischen Lebens. Wir sollten sie gut behandeln!
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- EIne Zeitachse der Erdgeschichte
- Unsere Kontinente
- Sind unsere Weltkarten falsch?
- Die Erde - eine Wasserwelt?
- Unser Mond
Eine Zeitspirale der Erdgeschichte
Illustration: United States Geological SurveyDerivative work MagentaGreen as suggested by Markov, Public domain, via Wikimedia Commons
Ein Modell der Erdgeschichte als eine Strecke in Metern
Unser Sonnensystem und unsere Erde sind nach menschlichem Maßstäben unvorstellbar alt. Um die Zeitspanne einigermaßen vorstellbar zu machen, wollen wir eine Strecke in Metern definieren, welche die Entwicklung der Erde symbolisiert.
Es soll gelten: 1 Zentimeter entspricht 1 Million Jahre!
Bereits 1 Million Jahre ist unvorstellbar viel, aber ein gutes Maß für die Zeiträume der Entwicklung unserer Erde.
Der Start ist beim Zeitpunkt der Entstehung des Sonnensystems, und die Ziellinie liegt bei "Heute",
Die Entstehung des Sonnensystems und der Erde
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Zeitpunkt (ungefähr) |
Ereignis |
Strecke vom Start |
Entfernung bis "Heute" |
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vor 4,6 Milliarden Jahren |
Die Sonne entsteht aus einer sich zusammenziehenden Staub und Gaswolke |
0 Meter |
46 Meter |
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ca. 20 Millionen Jahre später |
Entstehung der Erde: Aus übrigen Gas- und Staubmassen in der Wolke bilden sich die Ur-Erde und die Vorläufer der übrigen Planeten (Planetisimale) |
20 cm |
45,80 Meter |
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vor 4,5 Milliarden Jahren |
Entstehung des Mondes: Die "Ur-Erde" kollidiert mit einem anderen Planetisimal von der ungefähren Größe des Mars. Beide werden zerstört, und aus den glutflüssigen Massen entstehen unsere heutige Erde und der Mond. |
1 Meter |
45 Meter |
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vor ca. 4 Milliarden Jahren |
Die glutflüssige Erde kühlt soweit ab, dass eine feste Erdkruste entstehen kann. Wo diese ausreichend abgekühlt ist, kann flüssiges Wasser zu Seen und ersten Ozeanen kondensieren. Es herrscht intensiver Vulkanismus, auch am Meeresboden. |
6 Meter |
40 Meter |
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vor 3,8 bis 3 Milliarden Jahren |
Entstehung des Lebens: vor ca. 4 Milliarden Jahren bilden sich vermutlich aus einer "Ursuppe" aus anorganischen und einfachen organischen Molekülen in einer chemischen Evolution über viele Millionen Jahre immer komplexere Bausteine. Aus diesen entstehen schließlich die ersten einfachen Zellen, die sich reproduzieren und einen Stoffwechsel haben. In dieser Theorie zur Entstehung des Lebens spielen die oben erwähnten Black Smoker eine entscheidende Rolle als Ort dieses Prozesses. Alternative Theorien diskutieren, ob biologisch aktive Moleküle oder sogar Mikroorganismen vielleicht mit Meteoriten durch den Weltraum auf die Erde getragen wurde (siehe die Wikipedia-Artikel chemischen Evolution und Panspermie). |
8 bis 16 Meter |
40 Meter |
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vor ca. 3,4 Milliarden Jahren |
In einer späteren Phase, die vielleicht schon vor über 3 Milliarden Jahren einsetzte, entwickelten Cyanobakterien die Photosynthese und damit die Fähigkeit, Zucker aus Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser herzustellen. Der Zucker diente (wie auch allen heutigen Pflanzen) als Energielieferant für das Wachstum. Als "Abfallprodukt" entsteht dabei Sauerstoff. Dieser oxidiert zunächst im Meer gelöste Eisensalze zu "Rost" und wird dadurch aus der Atmosphäre wieder entzogen. Das oxidierte Eisen scheidet sich am Meeresboden ab und bildet die großen Eisenerzlager. |
14 Meter |
42 Meter |
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vor ca. 2 Milliarden Jahren |
Die große Sauerstoffkatastrophe: Der von den Cyanobakterien produzierte Sauerstoff reichert sich in der Atmosphäre an. Es kommt zur Sauerstoff-Katastrophe und das Leben rottet sich fast selbst aus, denn der Sauerstoff ist für die frühen Lebewesen hochgiftig. Die Felsen in Nordostgrönland und Spitzbergen erzählen uns aus dieser Zeit. |
26 Meter |
20 Meter |
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vor 540 Millionen Jahren: das Kambrium |
Die kambrische Explosion: Innerhalb weniger Millionen Jahre, einer sehr kurzen Zeit in der Erdgeschichte, entwickeln sich plötzlich höhere Tierarten. Dieses blitzartige Erscheinen der Tierarten nennt man die kambrische Explosion (Wikipeda) nach dem damaligen Zeitalter des Kambriums.Die erhöhte Sauerstoffkonzentration und daraus bedingter effektiverer Stoffwechsel führt zur Bildung komplexer mehrzelliger Tiere. Alle heute bekannten Tierstämme wie Weichtiere, Fische, alle Wirbeltiere, Krebstiere oder Insekten entstehen in dieser Epoche. (Spektrum der Wissenschaft mit Video) |
40,60 Meter |
5,40 Meter |
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vor ca. 360 Millionen Jahren: das Karbon |
Das Zeitalter des Karbon (Wikipedia) ist geprägt von einem ausgeprägtes Warmklima, einem Meeresspiegelanstieg und der Verbreitung riesiger Wälder. Aus dem Überresten abgestorbener Bäume bildeten sich die fossilen Brennstoffe, Steinkohle und Erdöl, die wir heute in viel zu großem Maßstab fördern. Wir verbrennen heute in wenigen Jahrzehnten die Rohstoffe, die im Karbon in vielen Millionen Jahren gebildet wurden. Nach der Kohle ("Karbon") ist das Zeitalter benannt. |
42,4 Meter |
noch 3,6 Meter |
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vor 299 - 252 Millionen Jahren: das Perm |
Im Perm lösen die Reptilien die Amphibien als dominante Tiergruppe ab. Aus den Reptilien entwickeln sich später die ersten Dinosaurier. Das Perm endete mit dem größten Massenaussterben in der Erdgeschichte: ca. 95% aller Arten im Meer und 70% der landlebenden Arten verschwanden. Die Ursachen sind noch nicht völlig aufgeklärt. Am wahrscheinlichsten sind apokalyptische Vulkanausbrüche in Asien ("Sibirischer Trapp"). Diese dauerten 900.000 Jahre an und Lavamassen bedeckten das Land in Sibirien bis zu 6,5 Kilometer hoch. Das dabei ausgestoßene giftige Schwefeldioxid wird verantwortlich gemacht für die Absenkung des pH-Wertes im Meerwasser zu einer Säure und vergiftete dieses ebenso wie die Luft. |
43 Meter |
3 Meter |
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vor 252 - 66 Millionen Jahren: das Erdmittelalter |
Das Erdmittelalter wird unterteilt in die Zeitalter des Trias, des Jura und der Kreidezeit. In diesen Zeitaltern lebten die Dinosaurier. |
43,48 Meter |
noch 2,52 Meter |
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vor 65 Millionen Jahren. |
Ein Meteorit von ca. 14 Kilometern Durchmesser trifft die Erde. Der Chicxulub-Krater in Yucatán/Mexiko zeugt von dem Einschlag an der Küste des Atlantiks. Der Krater hat einen Durchmesser von 180 Kilometern. Der Meteorit verdampfte durch die Einschlag-Energie vollständig, ebenso wurde die obere Erdkruste bis in eine Tiefe von 10 Kilometern vollständig verdampft. Bis in 20 Kilometer Tiefe wurde die Erdkruste eingedrückt und aufgeschmolzen. |
45,35 Meter |
noch 65 Zentimeter |
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vor 3 Millionen bis vor 1 Million Jahren |
In Ostafrika entwickeln sich die ersten Vormenschen. Berühmte Funde sind das Skelett "Lucy" (3,2 Millionen Jahre alt) und die versteinerten Fußspuren von Laetoli in Tansania, die frühesten Zeugnisse aufrechten Gangs. |
45 Meter und 97 Zentimeter |
3 Zentimeter |
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vor 100.000 Jahren |
Die ersten modernen Menschen vom Typ Homo sapiens, dem auch wir heute angehören, betritt die Bühne der Welt. |
45 Meter, 99 Zentimeter und 9 Millimeter |
ein einziger letzter 1 Millimeter |
Unsere Kontinente heute
Unsere Erde hat heute die folgenden Kontinente (alphabetisch):
Afrika, Amerika, Antarktika, Asien, Australien, Europa
Warum "Heute?" Dies war nicht immer so in der langen Erdgeschichte, und wird auch nicht immer so bleiben!
Die Kontinente schwimmen auf Platten aus erkalteter Erdkruste wie Inseln auf dem flüssigen Erdinnern. Sie bewegen sich teils aufeinander zu, oder entfernen sich voneinander. So gab es in der fernen Vergangenheit sogenannte Superkontinente, in denen alle heutigen Kontinente zu einer riesigen Landmasse vereinigt waren, die später zerbrochen ist.
So erklärt sich zum Beispiel, dass man Fossilien von Dinosauriern gleicher Arten auf verschiedenen Kontinenten findet, die heute gar nicht mehr verbunden sind. Sogar in der heute eiskalten Antarktis findet man Dinosaurierfossilien, denn vor Millionen Jahren lag diese Landmasse gar nicht am Südpol und war viel wärmer.
Der mittelatlantische Rücken zwischen Amerika und Europa
Von Earth_seafloor_crust_age_poster.gif: National Oceanic and Atmospheric Administrationderivative work: Rapture2018 - Earth_seafloor_crust_age_poster.gif, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11051352
Video: ZDF/Terra X/Julia Kammerer/Martin Schaaf/Maximilian Mohr, Lizenz: CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode.de
Quelle: https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-wellen/ausblick/entstehung-von-erdbeben
Erdbeben entstehen, weil die Erdoberfläche nach dem Prinzip der Plattentektonik in Bewegung ist. Die oberste Schicht der Erdkugel, die Erdkruste, besteht nämlich nicht aus einer geschlossenen Schale, sondern aus unterschiedlich großen Gesteinsplatten. Die Platten liegen einer flüssigen Gesteinsschicht auf und sind in ständiger Bewegung - wie Eisschollen auf dem Wasser.
Man unterscheidet sieben große und viele kleinere Platten. Die Platten bewegen sich aneinander vorbei, voneinander weg oder aufeinander zu, wobei sie sich auch übereinander schieben können. Dabei können sie sich verhaken und eine enorme Spannung in der Erdkruste aufbauen. Durch die anhaltende drückende Bewegung der beiden Platten nimmt die Spannung immer mehr zu. Wird die Spannung zu groß, löst sie sich ruckartig, die Platten rutschen weiter und bewegen sich wieder frei. Auf der Erdoberfläche nehmen wir diesen Vorgang als Erdbeben wahr.
Das geschieht auch bei uns in Europa. In Island driften zum Beispiel die Nordamerikanische Platte und die Eurasische Platte Jahr für Jahr wenige Millimeter auseinander. Dazwischen liegt der Mittelatlantische Rücken.
Im Mittelmeerraum schiebt sich die Afrikanische Platte gegen die Eurasische Platte. Der Druck hat im Laufe der Jahre die Alpen aufgetürmt.
An den Plattengrenzen bebt dabei täglich die Erde. Die meisten Erdbeben sind allerdings so leicht, dass sie für uns nicht spürbar sind. Starke Beben sind jedoch eine große Gefahr. Menschen können verletzt und ganze Städte zerstört werden. Davon betroffen sind besonders die Länder, die über einer Plattengrenze liegen. Im Mittelmeerraum sind das vor allem Italien, die Türkei sowie Griechenland und Kroatien.
Gibt es auch in Deutschland Vulkanismus?
Aktuell haben wir in Deutschland keine wirklich aktiven Vulkane. Aber in der Eifel, einer Region im Westen Deutschland, grummelt es noch im Untergrund. Der letzten Ausbrüche liegen "nur" 10.000 - 20.000 Jahre zurück, und dies ist geologisch eine ganz kurze Zeit. Die Eifel-Vulkane sind nicht wirklich erloschen, und es könnte künftig wieder einen Ausbruch geben. In den Krater-Seen, Maare genannt, blubbern noch heute Gasblasen im Wasser, die eindeutig vulkanischer Herkunft sind. Daher wird die Eifel von Wissenschaftlern genau überwacht.
Bei uns in Mittelhessen könnt Ihr aber auch Vulkane sehen, die aber zum Glück lange erloschen sind. Habt Ihr eine Idee, wo diese Vulkane sein könnten, und wie sie heißen? Schaut Euch einmal genau um, bevor Ihr die Auflösung anschaut.
Auch einen Geysir gibt es in Deutschland. Aber einen ganz anderen, ugewöhnlichen: einen Kaltwasser-Geysir. Hier ist es nicht kochendes Wasser, welches durch die Hitze aus der Springquelle geschleudert wird. Der Kaltwasser-Geysir in Andernach am Rhein bei Koblenz schießt seinen Wasserstrahl durch den Druck von Kohlensäuregas in die Höhe. Er bricht ungefähr alle 2 Stunden aus, und eine Eruption dauert dann rund 8 Minuten.
Die Grube Messel
Die Grube Messel: Nicht weit von Biebertal entfernt, in der Nähe von Darmstadt, befindet sich die Fossilienfundstätte Weltnaturerde Grube Messel (Homepage der Grube), siehe auch Wikipedia) Dort könnt Ihr bei einer Führung Wissenschaftler bei Ausgrabungen beobachten, und vielleicht findet Ihr ja selbst etwas? Was aber findet man in Messel? Am berühmtesten ist sicher das Urpferdchen, Vorfahr unserer heutigen Pferde und nicht größer als ein Hund. Aber man hat dort auch andere Säugetiere, Fische, Vögel, Insekten, Riesenschlangen und sogar Krokodile gefunden.
Im Museum erfahrt Ihr, dass vor 48 Millionen Jahren dort ein warmer Dschungel war, und die heute versteinerten Tiere in einen See gefallen und ertrunken sind (außer den Fischen natürlich). Damals lag die Erdscholle des heutigen "Europa" infolge der Plattentektonik nahe des Äquators und war viel wärmer als heute. So lebten dort damals viele Tierarten, die es heute nur noch in tropischen Gegenden gibt.
Fotos aus Island
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Zu Fuß von Europa nach Amerika
Mitten im Atlantik liegt tief im Meer der Mittelatlantische Rücken (Wikipedia). Dieser ist die Grenze zwischen der amerikanischen und europäischen Kontinentalplatte, und dort werden durch die Kräfte aus dem Erdinnern die beiden Erdplatten auch heute noch auseinandergedrückt. Jedes Jahr wächst die Entfernung zwischen Europa und Amerika um einige wenige Zentimeter.
Im Nordatlantik hat emporquellendes Magma die Insel Island aufgetürmt, und dort tritt der Spalt an Land und läuft quer über die Insel. Im Süden auf der Halbinsel Rykjanes könnt Ihr auf einer Brücke von Europa bis nach Amerika laufen. (Foto: Gunnar Dillmann)
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Der mittelatlantische Graben
Der mittelatlantische Graben wird an vielen Stellen in Island sichtbar. Er läuft quer über die Insel. Hier seht Ihr wie die gewaltigen Kräfte die Felsplatten zerrissen haben
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Kraftwerk Svartsengi, Island
Die geothermale Hitze wird in Island intensiv genutzt, um heißes Wasser und elektrischen Strom zu gewinnen. Das Foto zeigt ein großes Kraftwerk, in welchem heißer Wasserdampf aus dem Erdinnern gefördert wird, und große Turbinen zur Stromgewinnung antreibt. Ein bedeutender Teil des Stroms der Hauptstadt Reykjavik wird hier erzeugt. Das heiße Wasser ist noch sehr mineralreich, wenn es aus dem Kraftwerk abfließt, und die Isländer betreiben damit das berühmte Schwimmad Blaue Lagune (englische Seite, extern): Wikipedia
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Die Brücke über die Kontinente
Hier seht Ihr, wie in Island der mittelatlantische Graben (mittelatlantischer Graben) aus dem Meer an Land trifft. Dort haben die Isländer eine Touristenattraktion gebaut: diese Brücke führt (geologisch betrachtet) von Europa nach Amerika. Die Felsen links (im Osten) gehören zur europäischen Kontinentalplatte, während die Felsen rechts (im Westen) die amerikanische Kontinentalplatte bilden.
Da die beiden Kontinente sich jedes Jahr im 1-2 Zentimeter weiter voneinander entfernen ist die Brücke auf Rollen gelagert, sonst würde sie einstürzen. (Foto: Gunnar Dillmann)
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Geothermalgebiet im Süden Islands
Dieses Foto zeigt ein geothermales Gebiet im Süden Islands, auf der Halbinsel Reykjanes, ganz in der Nähe Islands. Hier sind vulkanische Kräfte wirksam und bilden kochend heiße Schlammquellen. (Foto: Gunnar Dillmann, 2015).
Stand 2024: aktuell finden in dieser Gegend heftige Vulkanausbrüche statt, und bedrohen eine nahe Ortschaft. Seit 2019 haben bis Juni 2024 haben in der Region 8 Vulkanausbrüche stattgefunden. (Video ARD Weltspiegel (Youtube, externer Link)
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Das Butterfass
Ein anderes berühmtes Geothermalgebiet Islands ist sehenswert wegen seiner Geysire (Wikipedia). Dies sind heiße Springquellen, aus denen kochend heißes Wasser hoch in die Luft geschleudert wird. Der Strokkur (deutsch: Butterfass) ist am zuverlässigsten: regelmäßig alle 10 - 15 Minuten schießt die Wasserfontäne bis zu 20 Meter hoch in die Luft. Einige Meter weiter liegt der Große Geysir, der namensgebend für alle Geysire war. Nach einem Erdbeben hat seine Aktivität aber stark nachgelassen, und er bricht aktuell nur wenige Male monatlich aus. Ein Glückspilz, wer das Spektakel erleben darf. Vielleicht ändert sich das wieder einmal. Genauso, wie das Erdbeben früher die Aktivität verringerte, könnte ein weiteres Erdbeben künftig wieder den Zufluß heißen Wassers begünstigen.
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Weiterführende Links
Plattentektonik und Erdbeben: Sehen Sie bei Terra Xplain Commons eine anschauliche Erklärung, wie die kontinentalen Platten auf dem flüssigen Erdinnern schwimmen. Dadurch entfernen sich zum Beispiel Amerika und Europa jedes Jahr einige Zentimeter voneinander, während andere Platten kollidieren. An den Plattengrenzen entstehen durch die Belastungen Erdbeben und Vulkane werden aktiv
Urkontinent Pangäa: Der Kurzfilm (ca. 1 Minute) von Terra Xplain Commons zeigt den Urkontinent vor 250 Millionen Jahren und wie er vor rund 200 Millionen Jahren in Gondwana und Laurasien zerfiel. Sie sehen, wie Gondwana sich weiter in die heutigen Kontinente zerfiel, und sich Neuseeland abspaltete und von der übrigen Welt isoliert wurde. Dort entwickelte sich in der Folge eine ganz eigene Tierwelt
Wird es auch in Zukunft wieder einen Superkontinent geben? Das ist sehr wahrscheinlich, und ein mögliches Szenario, welches man aus der heutigen Bewegung der Kontinente berechnen kann, erläutert der Beitrag von Terra Xplain Commons (externes Video ca. 2 Minuten)
Die Seite https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-wellen/ausblick/entstehung-von-erdbeben erklärt in Bildern und einer Animation der Plattentektonik den inneren Aufbau der Erde und die Bildung und Zerfall der Superkontinente
Sind alle unsere Weltkarten falsch?
Unsere Erde ist, wie alle Planeten, eine Kugel. Unsere Landkarten aber sind flach auf Papier gedruckt. Es ist jedoch nicht möglich, alle Länder der Welt im richtigen Maßstab auf einer flachen Weltkarte abzubilden.
Nur die Länder am Äquator erscheinen auf einer gewöhnlichen Landkarte in der richtigen Größe. Je weiter ein Land im Norden über dem Äquator liegt, umso mehr weicht die Zeichnung des Landes von den wahren Größenverhältnissen ab, und genauso ist es mit Ländern südlich des Äquators.
Das bedeutet, dass z.B. alle Länder Europas. auch Deutschland, tatsächlich viel kleiner sind, als auf einer normalen Weltkarte dargestellt.
Ein sehr guter Film der Reihe Terra X (ZDF) erklärt euch das sehr anschaulich: zum Film (Youtube, externer Link)
Diese Darstellung einer Weltkarte nennt man die Mercator-Projektion und sie ist sehr hilfreich, um etwas über die Welt und ihre Länder zu lernen. Auch die Seefahrer haben früher sehr von diesen Karten profitiert, weil sie damit endlich sicher an ihr Ziel finden konnten.
Aber wenn ihr die wahren Größen der Länder sehen und vergleichen wollt, dann müsst ihr auf einen Globus anschauen.
Es gibt auch eine Internet-Seite mit einer Karte, auf der ihr spielerisch die Länder verschieben könnt.
Dann passt sich die Größe des verschobenen Landes an die neue Position an. So könnt ihr mehrere Länder miteinander vergleichen, und wenn ihr Deutschland zum Äquator verschiebt, dann seht ihr, wie klein unser Heimatland tatsächlich ist.
Auf der Internetseite thetruesize.com (externer Link, Datenschutz beachten) könnt ihr das selbst probieren.
Leben wir auf einer Wasserwelt?
Das zeigen uns unsere Landkarten üblicherweise nicht: unser Planet ist zu 71% von Meeren bedeckt, und nur die restlichen 29% sind Landfläche. Das ist weniger als ein Drittel! Den größten Anteil hat der pazifische Ozean, welcher alleine bereits die Hälfte der Meeresfläche ausmacht.
Aus einem bestimmten Winkel aus dem Weltall fotografiert, seht ihr fast kein Land auf der Erde. Nur an den Rändern des Fotos kann man etwas Land erahnen.
Habt ihr einen Globus? Dann prüfe das einmal nach. Oder benutzt einen virtuellen Globus im Internet. z.B
GOOGLE EARTH
(externer Link, Datenschutz beachten)
oder
https://www.schweizerweltatlas.ch/virtueller-globus/
(externer Link, Datenschutz beachten)
Auf diesen Seiten könnt Ihr die Erde wie bei einem Globus in jede beliebige Richtung drehen.
Wieviel Wasser gibt es auf der Welt?
Bild: Howard Perlman, Hydrologist, USGS, Jack Cook, Woods
Dieses Bild zeigt blaue Kugeln, die relative Mengen des Erdwassers im Vergleich zur Größe der Erde darstellen. Bist du überrascht, dass diese Wasserkugeln so klein aussehen? Sie sind im Verhältnis zur Größe der Erde nur klein. Diese Bilder versuchen, drei Dimensionen anzuzeigen, sodass jede Kugel "Volumen" darstellt." Sie zeigen, dass die Wassermenge auf dem Planeten im Vergleich zum Globusvolumen sehr gering ist. Ozeane machen nur einen "dünnen Film" von Wasser auf der Oberfläche aus.
Die größte Kugel repräsentiert das gesamte Wasser der Erde. Sein Durchmesser beträgt ungefähr 1287 km . Diese Kugel umfasst das gesamte Wasser in den Ozeanen, Eiskappen, Seen, Flüssen, Grundwasser, atmosphärisches Wasser und sogar das Wasser in Ihnen, Ihrem Hund und Ihrer Tomatenpflanze.
Flüssiges Süßwasser Wie viel des gesamten Wassers ist Süßwasser, das Menschen und viele andere Lebensformen zum Überleben benötigen? Die kleinere blaue Kugel repräsentiert das flüssige Süßwasser der Welt, von dem allerdings 99 Prozent Grundwasser sind, von denen wiederum ein Großteil für den Menschen nicht zugänglich ist. Der Durchmesser dieser Kugel beträgt etwa 273 Kilometer.
Wasser in Seen und Flüssen Der größte Teil des Wassers, das Menschen und das Leben der Erde jeden Tag brauchen, stammt aus Oberflächenwasserquellen. Der Durchmesser dieser Kugel beträgt etwa 56 Kilometer.
Die Ozeane sehen zwar riesig aus, und das Wasser darin scheint ein nahezu unendliches Volumen zu haben. Aber die tiefste Stelle des Pazifiks ist knapp 11 Kilometer tief, und durchschnittlich sind unsere Ozeane etwa 3,5 Kilometer tief. Dagegen beträgt der Radius der Erdkugel rund 6.357 km. Damit beträgt die mittlere Meerestiefe nur etwa 0,06% des Erdradius. Der "Wasserfilm", der als Ozeane unsere Welt zu etwa 70% bedeckt, ist im Verhältnis dünner als die Schale eines Apfels verglichen mit dessen Größe.
Der Mond
Der Erdmond
Unseren Mond kennen wir alle. Er ist das neben der Sonne auffälligste Objekt am Himmel, und begleitet unsere Erde seit deren Entstehungszeit.
Es gibt verschiedene Theorien über die Entstehung des Mondes: Er könnte als "Tropfen" von der glutflüssigen Erde abgesondert worden, oder als unabhängig entstandener Himmelskörper von der Erde eingefangen worden sein. Oder entstand der Mond gleichzeitig mit der Erde als ein kleinerer "Schwesterplanet"? Diese und andere Theorien beschäftigten lange Zeit die Wissenschaft. Jedes Modell muss einer Anzahl von Eigenschaften des Erde-Mond-Systems genügen und physikalisch überhaupt möglich sein. Heute ist eine weitere Theorie der Favorit der Wissenschaft:
Die Kollisionstheorie
In der Kollisionstheorie wird angenommen, dass in der Frühzeit der Entstehung zwei Planetisimale, Vorläufer von Planeten, kollidierten. Der etwa marsgroße Protoplanet Theia soll mit dem Vorläufer der Erde, Gaia, kollidiert sein. Aus den Trümmern der Kollision formten sich dann der heutige Planet Erde und der Erdmond.
Dieses Modell kann viele physikalische Eigenschaften des Erde-Mond-Systems erklären. Die von den Apollo-Astronauten mitgebrachten Mondgesteine sind in einigen sehr speziellen chemisch physikalischen Eigenschaften (Sauerstoff.-Isotope, Niob/Tantal-Verhältnis) so übereinstimmend verglichen z.B. mit Meteoriten, dass man eine gemeinsame Herkunft des Gesteins als sehr wahrscheinlich annehmen muss.
Film: ZDF/Terra X plus/Bilderfest/Lena Paul/Tobias Bauer/Maximilian Rügamer/Tim Uhlendorf/Maximilian Heß, CC BY 4.0
https://www.ardalpha.de/wissen/weltall/astronomie/sterngucker/mond-gezeiten-ebbe-flut-anziehungskraft-tide-tidenhub-100.html
Der Mond ist unser ständiger Begleiter und vermutlich zur gleichen Zeit wie die Erde entstanden.
Besonders wichtig ist seine Rolle im Spiel der Gezeiten, denn er beeinflusst Ebbe und Flut.
Zwischen dem Mond und der Erde wird ein fester Abstand angenommen. Fälschlicherweise wird oft gedacht, nur der Mond dreht sich um die Erde. Aber: Mond und Erde drehen sich beide um ihren gemeinsamen Massenschwerpunkt. Doch weil die Erde viel schwerer und größer ist, befindet sich der Punkt nicht in der Mitte zwischen Erde und Mond, sondern noch auf der Erde, also eigentlich im Erdmantel. Das ist der Punkt, in dem die beiden Körper im Gleichgewicht sind. Er wird Baryzentrum genannt.
Die Erde dreht sich also, wie der Mond, um dieses Baryzentrum herum. Durch diese Rotation ist das Wasser nicht gleichmäßig auf der Erde verteilt. Es wird in eine Richtung, und zwar weg vom Baryzentrum und Mond, gedrückt.
Auf der mondabgewandten Seite entsteht ein Flutberg. Auf der mondzugewandten wirkt die Gravitationskraft des Mondes und bildet einen Flutberg auf der entgegengesetzten Seite. Denn: Das Wasser der Ozeane folgt dem Zerren und bewegt sich zum Mond hin. So gibt es auf der Erde zwei Flutberge.
Die Wassermassen türmen sich an diesen Stellen auf. In den Bereichen dazwischen herrscht Niedrigwasser – hier liegen die Ebbtäler. Und da die Erde innerhalb dieser Wasserbewegungen rotiert, dreht sie sich unter den Flutbergen und Ebbtälern hindurch. So gibt es in der Regel jeden Tag zweimal Flut und zweimal Ebbe.
Film: ZDF/Terra X/Malte Jessl/Jochen Rall/Maximilian Mohr, https://terraxplaincommons.zdf.de/video/was-waere-wenn-es-den-mond-nicht-gaebe-creative-commons-clip-100, CC BY 4.0
Was wäre, wenn es den Mond nicht gäbe?
Ohne Mond gäbe es keine Jahreszeiten. Die Erdachse ist im Verhältnis zur scheinbaren Sonnen-Umlaufbahn um 23,5 Grad geneigt. Ohne die stabilisierende Wirkung des Mondes wäre diese Neigung sehr instabil, und die Jahreszeiten könnten ausbleiben.
Ohne Mond wären die Tage kürzer. Eine Erdumdrehung würde nur sechs bis zwölf Stunden dauern. Und ein Jahr hätte etwa 1000 Tage.
Ohne Mond gäbe es kaum Ebbe und Flut. Der Mond beeinflusst ganz wesentlich die Gezeiten. Ebbe und Flut würden ohne ihn auf etwa 1/3 schrumpfen.
Ohne Mond gäbe es weniger Licht in der Nacht. Viele nachtaktive Raubtiere nutzen für die Jagd das Mondlicht. Ohne den Mond würden einige wohl aussterben.
Apollo Missionen - die Flüge zum Mond
Das Apollo Programm war ein Raumfahrtprojekt der USA und wurde von der National Aeronautics and Space Administration (NASA) zwischen 1961 und 1972 betrieben. n mehreren Schritten erprobte die NASA Techniken, die für eine Mondlandung wichtig sein würden, wie z. B. das Navigieren und Koppeln von Raumschiffen im All oder das Verlassen eines Raumschiffs im Raumanzug. Viele wichtige Tests wurden in der Vorbereitung im Gemini-Programm durchgeführt. Die erste bemannte Mondlandung war am 20. Juli 1969 mit der Mission Apollo 11. Nach fünf weiteren Landungen – die letzte 1972 mit Apollo 17 – wurde das Programm (auch) aus Kostengründen eingestellt. Seitdem hat kein Mensch mehr den Mond betreten, jedoch verfolgen mehrere Länder neue bemannte Mondprogramme.
Apollo 11 war die sechste bemannte Raumfahrtmission des Apollo-Programms und der erste bemannte Raumflug mit einer Mondlandung. Die Mission einschließlich Mondlandung am 20. Juli 1969 verlief erfolgreich. Damit erreichte die US-amerikanische Raumfahrtbehörde NASA das 1961 von US-Präsident John F. Kennedy vorgegebene nationale Ziel, noch vor Ende des Jahrzehnts einen Menschen zum Mond und wieder sicher zurück zur Erde zu bringen.
Die drei Astronauten Neil Armstrong, Edwin „Buzz“ Aldrin und Michael Collins starteten am 16. Juli 1969 mit einer Saturn-V-Rakete von Launch Complex 39A des Kennedy Space Center in Florida und erreichten am 19. Juli die vorgesehene Mondumlaufbahn. Während Collins im Kommandomodul des Raumschiffs Columbia zurückblieb, setzten Armstrong und Aldrin am nächsten Tag mit der Mondlandefähre Eagle auf dem Erdtrabanten auf. Wenige Stunden später betrat Armstrong als erster Mensch den Mond, kurz danach auch Aldrin. Nach einem knapp 22-stündigen Aufenthalt startete die Landefähre wieder von der Mondoberfläche und kehrte zum Kommandoschiff zurück (Mondumlaufbahn-Rendezvous). Nach Rückkehr zur Erde wasserte die Columbia am 24. Juli rund 25 km vom Bergungsschiff USS Hornet entfernt im Pazifik. Mit Apollo 11 wurden auch erstmals Gesteinsproben von einem anderen Himmelskörper zur Erde geholt.
Weltweit verfolgten rund 600 Millionen Menschen die Fernsehübertragung der Mondlandung 1969.
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von links: Kommandant Neil Armstrong, Pilot Michael Collins, Edwin "Buzz" Aldrin
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Die Saturn-Rakete mit Apollo 11 hebt ab
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Blick aus Apollo 11 zurück zur Erde
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Die Apollo 11 Kapsel in der Mondumlaufbahn, fotografiert aus der Landefähre
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Edwin "Buzz" Aldrin betritt als 2. Mensch den Mond, fotografiert von Neil Armstrong
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Fußspuren im Mondstaub
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Aufstellen von Messgeräten, die zum Teil auch heute noch funktionieren und Daten an die Erde übermitteln
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Der Landeplatz aus 24 km Höhe fotografiert.
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Die Saturnrakete wird zur Startrampe transportiert
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Auf dem Weg zum Mond
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Die Landefähre ist abgekoppelt und beginnt den Abstieg zur Mondoberfläche
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"Der Adler ist gelandet", so lautete der erste Funkspruch nach dem Aufsetzen auf dem Mond
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Neil Armstrong und Buzz Aldrin hissen die amerikanische Flagge auf dem Mond.
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Mondspaziergang
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Buzz Aldrin. Neil Armstrong, der Fotograf, spiegelt sich im Helmvisier
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Die Landefähre "Eagle" ist wieder gestartet, und die Aufstiegsstufe kehrt zur Apollo 11 in die Umlaufbahn zurück, wo der Pilot Michael Collins auf die Wiederankopplung wartet.
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Apollo 11 ist zurück auf der Erde und die Kapsel ist sicher im Pazifik gelandet. Die Astronauten werden durch die amerikanische Marine geborgen
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Ein kleiner Schritt für einen Menschen, ein großer Schritt für die Menschheit
Diese legendären Worte sprach der Apollo 11 Kommandant Neil Armstrong aus, als er den ersten Fuß auf den Mond setzte.
Im Original: "That´s one small step for a man, but one giant leap for mankind".
Zu sehen und zu hören in den folgenden Originalaufnahmen der NASA, die weltweit im Fernsehen übertragen wurde. Die schlechte Qualität ist der riesigen Entfernung des Mondes zuzuschreiben, und der begrenzten Sendestärke des Senders.
Zuerst sieht man Armstrong langsam die Leiter herunterklettern, dann tritt er zuerst in den Fuß der Landefähre. Er stellt fest, dass die Oberfläche des Mondes sehr feinpulvrig ist. Dann setzt er zunächst einen Fuß vorsichtig auf und hält sich weiter fest. Er ist vorsichtig, denn es ist nicht klar, ob der locker pulvrige Boden ihn tragen wird oder er im schlimmsten Fall in tiefem Staub versinken wird. Als schließlich klar ist, dass er sicher stehen kann, betritt er endgültig den Mond.
Der vorangegangene Landeabstieg war auch nicht ohne Gefahren. Mehrfach stürzt der für den Landeanflug zuständige Bordcomputer ab und muss neu gestartet werden, jedesmal Fehler Nummer 1202. Ein Programmierer auf der Erde brüllt, dass er den Fehler kennt und das nicht schlimm sei. "Go", weitermachen.
Dann stellt sich heraus, dass die angestrebte Landestelle felsig und zerklüftet ist. Ungeeignet für eine Landung. Neil Armstrong war bei der Luftwaffe Testpilot und hat viele Risikoflüge gemacht. Kurzer Hand schaltet er den Landecomputer aus, übernimmt die Eagle in Handsteuerung und sucht nach einem neuen Landeplatz. Als er die Fähre aufsetzt, hat das Landemodul noch Resttreibstoff für lediglich restliche 10 Sekunden Flugzeit.
Aber Armstrong gelingt das riskante Manöver und kann per Funk melden: "Der Adler ist gelandet"
Video Bericht der Nasa über die Mondlandung (Youtube)
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