Planet: Erde

Erde Datenblätter

Bilder zum Thema Erde

Der Blaue Planet, Sonderfall und Beobachtungsbasis

Objekt

Erde

Entf. Sonne

Durchmesser km

Gravitation

Festkörper

1 AE

12.756

9,78 m/s²

3. Planet

149,6 Mio.km

Achsneigung z. Bahn

Dichte kg/m³

8,32 Lichtminuten

23,450°

5.520

Monde

Sid.Umlauf Sonne

Sid Rotation

Fluchtgeschw. km/s

1

365,256d

23,9345h

11,186

Die Erde ist von innen nach aussen der dritte Planet der Sonne und unsere menschliche Beobachtungsbasis des Universums. Dieser Planet ist eine Steinkugel mit einer Gasatmosphäre die wir Luft nennen. Auf ihr kommt Wasser in allen drei Aggregatzuständen, also fest, als Eis, in flüssiger Form, die wir Wasser nennen und als Gas in den Wolken vor. Wird das Wassergas abgekühlt so sagen wir es regnet, gefriert es dabei so sagen wir es falle Schnee.

Die Erde ist zudem der einzige uns bekannte Planet im Universum, auf dem sich das befindet, was wir Leben nennen. Eine sich selbständig reproduzierende Materieform aus den bekannten 98 chemischen Elementen, die zu 90% aus Wasser besteht und zusammen mit Kalk, Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, sowie einigen Spurenelementen den Wunsch entwickelt hat, die Umgebung in der sie lebt, genauer kennenzulernen.

Die Erde besitzt einen Mond, den der Amerikaner Neil Armstrong im Rahmen der Apollo 11-Mission am 20.7.1969 als erstes Lebewesen und als Mensch betritt. Weitere menschliche Mondausflüge werden mit der Apollo 17-Mission abgeschlossen und hinterlassen dort neben vielen Messinstrumenten, ein Mondauto und sonstigen Müll. Bisher konnte der Mensch noch auf keinem anderen Planeten oder Mond Leben finden, noch selber Fuss fassen und so wird es wohl auch für absehbare Zeit, trotz aller geäusserten Wunschträume, bleiben.

Die Erde gilt unter allen bekannten Planeten als Sonderfall, da sie als einziger bisher bekannter Planet, aktives, organisches Leben entwickelt hat. Zwar vermutet man nach den letzten Missionen zum Mars, dass dieser in vorgeschichtlicher Zeit ebenfalls Bedingungen für organisches Leben geboten haben könnte, der Nachweis wurde aber bisher nicht erbracht. In letzter Zeit richtet sich das Augenmerk auf den Jupitermond Europa, bei dem man unter einer dicken Eisdecke, Wasser vermutet. Dieses könnte in seinem flüssigen Zustand ein Biotop des Lebens darstellen.

Lage im Planetensystem

Die Erde ist im Mittel 149,6 Millionen km von der Sonne entfernt. Diesen Abstand nennt man auch 1AE, eine Astronomische Einheit. Er vergrössert sich alle 100 Jahre um etwa 7m, wobei der Grund für diese Entfernungszunahme noch nicht vollständig verstanden wird. Da das Licht der Sonne bis zur Erde 8,32 Minuten benötigt, kann man diese Entfernung auch mit 8,32 Lichtminuten umschreiben.

Die Erde umkreist die Sonne auf einer nahezu kreisförmigen Bahn. Ihr grösster Abstand zur Sonne, das Aphel, beträgt 152 Millionen Kilometer und es tritt am 23.7. eines Jahres ein. Ihr kleinster Abstand, das Perihel, beträgt 147 Millionen Kilometer und tritt am 3.1. eines Jahres ein.

Die Erde besitzt einen Durchmesser von 12.756 km und umrundet die Sonne in 365 Tagen, 5 Stunden, 48 Minuten und 45,261 Sekunden. Das sind zusammengenommen 31556925,261s. Dieser Zeitraum, der als tropisches Jahr bezeichnet wird, ist die Basis dessen was die Menschen ein Kalenderjahr nennen. Aus historischen Gründen haben sie letzteres jedoch auf 365 Tage = 31536000s festgelegt, so dass alle 4 Jahre ein zusätzlicher Tag mit 86400s, ein Schalttag, eingefügt werden muss. Hierdurch wird das Jahr zwar im Mittel um 674,74s zu lang, aber auch dieser Fehler lässt sich weitgehend ausräumen, wenn alle 100 Jahre ein Schalttag weggelassen und im 400. Jahr wieder einer eingefügt wird. Das nun gregorianisch genannte Kalenderjahr besitzt 365 Tage, 5 Stunden, 49 Minuten und 12 Sekunden, hat gegenüber dem tatsächlichen Umlauf der Erde um die Sonne eine Abweichung von +26,748s und wird in 3230 Jahren um einen Tag zu weit gezählt haben.

Damit die Erde die Strecke um die Sonne herum in dem Zeitraum eines tropischen Jahres schafft, muss sie mit einer Geschwindigkeit von 29,78km/s durch das Weltall sausen. Das entspricht einer Geschwindigkeit von 107.208 km pro Stunde.

Die Bahn der Erde um die Sonne wird Ekliptik genannt. Zu dieser Bahn ist ihre Achse um 23,45° geneigt, so dass sich auf der Erde Jahreszeiten einstellen. Für die Rotation um ihre Achse benötigt die Erde 23h 56m 4,2s. Diese Zeit wird ein mittlerer Tag genannt. Tage mit genau dieser Länge treten im Jahr nur zweimal, im Frühlingspunkt (21 März) und im Herbstpunkt (23 September) ein. Zu allen anderen Zeiten ist der Tag mit Abweichungen bis zu 15min kürzer oder länger. Die unterschiedlich schnelle Rotation ergibt sich aus der Entfernung der Erde zur Sonne. Je dichter sie bei der Sonne ist, desto schneller dreht sie sich .. Ihre Bahn ist eben doch nicht vollständig rund sondern leicht elliptisch. (Exzentrizität = 0,0167)

Dieses Bild stammt von Host Frank aus dem Artikel über Jahreszeiten bei www.wikepedia.org. Dort ist es grösser zu sehen und es wird über die Jahreszeiten umfassender berichtet.

Auf der Erdoberfläche herrscht eine Massenbeschleunigung von 9,78m/s². Will ein Körper aus dem Anziehungsbereich der Erde entfliehen, so muss er eine Geschwindigkeit von 11,186km/s erreichen. Das entspricht 40.270km/h.

Das Erdinnere

Das Innere der Erde besteht wahrscheinlich aus einem festen (metallischen) Nickel-Eisen-Kern. Sein Durchmesser beträgt um die 4.700km. Man nimmt an, dass nun eine Schicht aus dem gleichen Material folgt, welches aber flüssig ist. Diese Schicht soll 2.100km dick sein. Durch Umwälzungen in dieser Schicht ist die Erde von einem Magnetfeld umgeben, das den Sonnenwind um die Erde herum ablenkt und so den Verlust der Erdatmosphäre verhindert. Der 2.900km dicke Mantel, der den Metallkern umgibt, setzt sich aus zähflüssigen Magnesium- und Eisensilikaten, also gesteinsbildenden Materialien zusammen. Diese Lava, die in den oberen Bereichen noch etwa 2.200°C heiss ist, wird von einer festen Kruste überdeckt. Sie ist im Mittel gerade 37km dick und umspannt die Erde, zerrissen in 15 grosse Platten, welche auf der flüssigen Magma treiben. Die Zusammensetzung der Kruste ist unterschiedlich. Unter den Kontinenten besteht sie vorwiegend aus silikat- und aluminiumreichem Granitgestein und unter den Ozeanen, wo die Kruste dünner ist, in der Hauptsache aus Basaltgestein. Dieses ist reich an Silikaten und Magnesium.

Die Erdoberfläche

Die Oberfläche der Erde ist zu 70% mit Wasser bedeckt. Das Wasser, der Wind und die Temperaturschwankungen, sowie das pflanzliche Leben haben im Verlauf ihrer Entwicklungsgeschichte die Narben der Erdentstehung verschwinden lassen. Nur an wenigen Orten lassen sich noch alte Krater auf der Erdoberfläche nachweisen. Die Bewegung der Erdplatten verschlang vieles in der Glut des Erdinneren und faltete oder verschüttete anderes. Beispiele sind die Kalkgebirge der Alpen oder des Himalaya, deren Gestein sich irgendwann einmal am Boden eines Ozeans gebildet hat und jetzt emporgedrückt wird. Die Höhenunterschiede der Erdoberfläche sind gemessen mit denen anderer Planeten normal. Denkt man sich das Wasser weg, so ergeben sich etwa 20 km Unterschied zwischen dem höchsten Berg, dem Mount Everest mit 8.800m und dem tiefsten Tal, dem Philippinengraben, mit 11.000m Tiefe.

Ein Bild der Erdoberfläche, aufgenommen von einem Lebewesen der Gattung Mensch, von denen im Vordergrund drei Exemplare zu erkennen sind. Das Bild zeigt eine Landschaft mit Wasser, Bergen und Pflanzen am oberen Lauf eines Flusses, der den Namen 'Nil' trägt.

Die Atmosphäre

Ihre Atmosphäre hat die Erde wahrscheinlich mehrfach gewechselt. Man geht davon aus, dass ihr heutiger Zustand das Resultat vulkanischer Aktivität und der Anwesenheit von lebenden Organismen ist. Letztere erzeugen durch den Prozess der Photosynthese, Sauerstoff. Zwischen dem Meeresspiegel und einer Höhe von etwa 10 km liegt die Troposphäre, die hauptsächlich aus Stickstoff (78%), Sauerstoff (21%) sowie Spuren von Wasserdampf, Argon und Kohlendioxid besteht. Innerhalb dieser Zone findet das statt, was Menschen Wetter nennen, mit Temperaturextremen, die zwischen 75°C ( El Azizia, Libyen) und -70°C (Wostok, Antarktis) liegen. Der Temperaturdurchschnitt beträgt 33°C.

(Als kältester bewohnter Ort, galt ein Jahrhundert lang, mit -67,8°C Werchojansk in Sibirien, allerdings wurden in Oimakon (Sibirien) das etwa 100 km entfernt und etwas höher liegt, knapp -70°C gemessen.)

Oberhalb der Troposphäre befindet sich die Stratosphäre, wo eine Ozonschicht ultraviolette Strahlung der Sonne absorbiert. In der Thermosphäre, die ca.80 km über der Oberfläche ansetzt, werden die Moleküle durch die Sonneneinstrahlung so erhitzt, dass die Temperatur extrem zunimmt. Geladene Partikel, die heiss genug sind und dadurch heftige Bewegungen vollziehen, entweichen aus der äussersten Schicht, der Exosphäre, in den interplanetaren Raum.

Magnetisches Feld und Schwerkraft

Die Wechselwirkung des magnetischen Feldes der Erde mit dem Sonnenwind erzeugt eine Art Bugwelle und eine Magnetosphäre. Das magnetische Feld der Erde und das anderer Planeten ähnelt dabei einem Dipol, also einem Feldtyp, wie er durch einen 'einfachen Stabmagneten' erzeugt werden kann. Aufgrund des Druckes durch den Sonnenwind wird das magnetische Feld auf der, der Sonne zugewandten Seite der Erde, zusammengedrückt (”Bugwelle”). Der magnetische Schweif, der auf der anderen Seite der Erde liegt, dehnt sich über viele tausend Kilometer weit aus. Innerhalb dieser Magnetosphäre befinden sich Regionen aus geladenen Partikeln, die vom magnetischen Feld der Erde eingefangen werden. Sie sind unter dem Namen Van Allen-Strahlungsgürtel bekannt.

Monde

Die Erde besitzt nur einen Mond, der auch diesen Namen trägt. Er umrundet sie in einer mittleren Entfernung von 384.400km. Der Mond ist ein kugelförmiger Körper mit einem Durchmesser von 3.476km. Auch er ist, wie die Erde, am Äquator dicker und zu den Polen hin leicht abgeplattet. Das liegt an den grösseren Fliehkräften die am Äquator wirken. Er besitzt keine Atmosphäre und seine Dichte ist um das 0,61-fache geringer als die Dichte der Erde. Obwohl er der einzige Himmelskörper ist, den Menschen besucht haben und obwohl eine Unmenge von Daten über ihn und die Erde vorliegen, gibt es keine Modellvorstellung, die ohne Lücken seine Entstehung und den Grund erklären könnte, warum er gerade hier entstand.

Stromatoliten, Kolonien von blaugrünen Algen erschienen vor etwa 3 Milliarden Jahren auf der Erde. An tropischen Meeresküsten bilden sie auch heute noch lebende Riffe.

Organisches Leben

Was 'Leben' ist, meint jeder zu wissen, dennoch weiss es kein Mensch zu sagen. Sicher ist, dass Sonnen, die vor unserer eigenen Sonne existierten, aus Wasserstoff die 98 natürlich vorkommenden chemischen Elemente fusioniert haben, die auf der Erde zu finden sind. So gesehen ist die Erde aus der Asche vergangener Sterne entstanden. Aus den Atomen der chemischen Elemente lassen sich chemische Verbindungen herstellen, wie etwa bei Wasser, das aus zwei Atomen Wasserstoff und einem Atom Sauerstoff besteht. Chemiker notieren dies als H₂O und sprechen hier von einem Wassermolekül. Alle Stoffe dieser Erde sind derartige chemische Verbindungen, so auch die, aus denen Lebewesen bestehen. Bei ihnen ist das grundlegende chemische Element der Kohlenstoff (C), der in hoher Konzentration in jedem Stück Kohle vorkommt, aus dem Graphit besteht, oder als edle, hoch gepresste Variante der Diamant. Kohlenstoff hat die Eigenschaft sich in langen Ketten oder Ringen mit sich selber zu verbinden und an die noch freien Verbindungsstellen Sauerstoff oder Wasserstoff zu ketten. Fettsäure, hier Arachidonsäure, mit der chemischen Summenformel C₂₀H₃₂O₂ wäre ein Beispiel. Leben ist also ein Stück 'Chemie' der 98 chemischen Elemente. Nur was bringt diese als organisch bezeichneten Moleküle dazu, sich in einer Weise anzuordnen, sich zu verändern und sich selbständig zu vervielfältigen, so dass eine Alge, ein Virus oder ein Bakterium entstehen. Von 'höheren' Lebewesen mal ganz abgesehen ...

Die Erde ist bisher der einzige bekannte Planet, auf dem sich diese Art 'organischer Chemie', Leben genannt, abspielt. Seine Entstehung begann vor etwa 3,6 Milliarden Jahren und setzte sich von etlichen Katastrophen begleitet, bis zu den heute bekannten Lebensformen fort. Einfache organische Verbindungen, die zu den Ausgangsmaterialien für Lebewesen zählen, konnten zwar schon mehrfach in Meteoriten nachgewiesen werden, aber keine der zahlreichen Missionen zu den Planeten im Umkreis konnte daraus entstandenes, mikrobiologisches Leben nachweisen. Für die Entwicklung der Erde geht man von folgendem Zeitplan aus.

4.500.000.000

Noch ist auf der Erde alles flüssig doch die schweren Elemente beginnen sich im Erdmittelpunkt zu sammeln und da dies vorzugsweise Eisen und Nickel sind, bildet sich der Eisen-Nickel-Kern der Erde. Die leichteren Elemente aus denen sich später die Steine bilden schwimmen oben auf der plastischen Glutbrühe

4.000.000.000

Noch immer durchwühlen Meteoriteneinschläge die Erdoberfläche, doch erste Krustenstücke haben sich gebildet und erste organische Stoffe beginnen sich zu bilden. 600 Millionen Jahre sind schon vergangen.

3.600.000.000

Erstes Leben wie Mikroorganismen, Blau- und Grünalgen beginnen die Erde zu besiedeln

3.000.000.000

Stromatoliten beginnen sich zu bilden

2.600.000.000

Die Hauptbildungsphase der Kontinentalkruste ist abgeschlossen

2.400.000.000

Einzellige Mikrofossilien dieser Zeit können in heutigen Steinen nachgewiesen werden

1.400.000.000

Erste Vielzeller dieser Zeit können in heutigen Steinen nachgewiesen werden.

0.700.000.000

Wirbellose Tiere und niedere Pflanzen haben die Erde erobert es sind fast 4 Milliarden oder 4000 Millionen Jahre seit der Entstehung der Erde vergangen.

0.590.000.000

Die Zeit des Lebens auf der Erde blüht auf und dauert bis heute, seit knapp 600 Millionen Jahren an.

geologisches Zeitalter

die letzten 600 millionen Jahre

0.590.000.000

Kambrium

590mio Hartschalentiere wie Ammoniten bewohnen die Meere

0.510.000.000

Ordovizium

510mio Massensterben von Meerestieren

510mio erstes Auftreten von Fischen

0.440.000.000

Silur

438mio Massensterben von Landbewohnern

430mio erste nachgewiesene Eiszeit

0.410.000.000

Devon

410mio erstes Auftreten von Landpflanzen

400mio erstes Auftreten flügelloser Insekten

0.360.000.000

Karbon

360mio Massensterben von Meeres-und Landbewohnern

340mio erstes Auftreten von Amphibien

305mio erstes Auftreten von Reptilien

0.290.000.000

Perm

286mio Vereisung von Gondwanaland

260mio Superkontinent Pangäa

0.250.000.000

Trias

250mio Massensterben von Meeres-und Landbewohnern

220mio Der Ast einer Akazie bricht ab

215mio erstes Auftreten der Dinosaurier

0.210.000.000

Jura

210mio Massensterben von Meeres-und Landbewohnern

205mio erstes Auftreten von Säugetieren

205mio Öffnung des Zentralatlantik

180mio Öffnung des Nordatlantik

0.142.000.000

Kreide

142mio Massensterben von Meeres-und Landbewohnern

135mio Öffnung des Südatlantik

120mio erstes Auftreten von Blütenpflanzen

0.066.000.000

Paläozän

065mio Massensterben von Meeres-und Landbewohnern

065mio Aussterben der Dinosaurier und Ammoniten

060mio erstes Auftreten von Primaten in Afrika

055mio erstes Auftreten von Gräsern

0.055.000.000

Eozän

040mio Beginn der alpinen Gebirgsbildung

0.038.000.000

Oligozän

030mio Massensterben von Meeresbewohnern

0.025.000.000

Miozän

025mio Massensterben von Landbewohnern

025mio Vereisungsbeginn der Antarktis

020mio Öffnung des Roten Meeres und des Golf von Aden

015mio Auftreten der ersten Hominiden in Afrika

010mio Öffnung des Golfs von Kalifornien

0.005.000.000

Pliozän

003mio Erscheinen der ersten Menschen

0.002.000.000

Pleistozän

002mio Vereisung

0.000.500.000

Holozän

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0.000.000.000

jetzt

03.10.2006 Homo Homo Sapiens D.Schwarzer schreibt diese Zeilen und auch andere Spezies seiner Gattung gehen ihrem Tagesablauf nach.

0.250.000.000

morgen

Pangea Ultima ist entstanden. Die Erdkruste hat sich neu zusammengeschoben. Amerika, Afrika und Eurasien bilden einen Kontinent. Australien und der Südpol einen zweiten.

0500.000.000

das Ende des Lebens

In weiteren 500mio Jahren wird es wahrscheinlich auf der Erde so warm geworden sein, dass Leben ausstirbt. Es hatte dann ein Zeitfenster von 1 Milliarde Jahren.

4.500.000.000

Das Ende der Sonne

Es folgen wahrscheinlich etwa weitere 4,5milliarden Jahre, zu deren Ende hin sich die Sonne bis über die Erdbahn ausdehnen wird, so dass die Erde verdampft und Teil der Sonne wird. Dann wird die Sonne ausgebrannt sein und als Weisser Zwerg mit planetarischem Nebel enden.

Das Ende

Etwa 1 Milliarden Jahre wird das Fenster für höheres Leben geöffnet gewesen sein, wenn es die zunehmend heisser werdende Sonne in spätestens 500 Millionen Jahren schliesst. ¾ des Lebenszeitraums auf der Erde sind also verstrichen. Zwar wird die Sonne in der nächsten Milliarde Jahre nur geringfügig heisser, Computersimulationen sprechen von ca.60°C, doch reichen bereits wesentlich kleinere Änderungen der Sonnenparameter aus, um die Erde zu verwüsten. In der zweiten Hälfte des 17.Jahrhunderts blieb beispielsweise die an den Sonnenflecken ablesbare Sonnenaktivität unter dem üblichen Mass zurück, worauf sich auf der Erde eine kleine Eiszeit einstellte. Bei dem vermuteten Anstieg um 60°C hat das Leben auf der Erde keine Chance mehr.

Langsam aber stetig wird sich die Erde zu einer Gluthölle entwickeln. Zunächst schmelzen die Polkappen ab. Die heutigen Berge werden aus den steigenden Ozeanen als Inseln herausschauen. Dann verdunstet das Wasser und eine undurchdringliche Wolkendecke hüllt die Erde ein. In den hohen Schichten der Atmosphäre zerlegt UV-Licht das Wassergas in Sauerstoff und Wasserstoff. Der Wasserstoff entweicht in das Weltall und die Erde wird zu einer wasserlosen Wüste verdörren. Es bleiben ihr dann noch 4 ½ Milliarden Jahre, die Spuren des Lebens vollständig zu verwischen .. bis, die sich im Sterben aufblähende Sonne die Erde umschliesst und sie in Gas zurückverwandelt.

Wie funktioniert der blaue Planet

Das Erdinnere