Wie einzigartig ist unsere Erde Ein Beitrag zum

Wie einzigartig ist unsere Erde? Ein Beitrag zum Astronomischen Seminar im WS 2003/2004 von Sven Heeschen

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Inhalt Übersicht Überblick über die Erde n Einfluss des Mondes n Bedeutung des Jupiters n Unsere Sonne n herausragende Merkmale n ein Fazit n

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Die Erde - ein Überblick 1 n 3. Planet und 5. größter Planet im Sonnensystem n n Größe des Geoiden d=12. 756 km Entfernung zur Sonne 1 AE 23. 5° Neigung der Rotationsachse ein Mond

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Die Erde - ein Überblick 2 n sauerstoffhaltige Atmosphäre n Wasser n Oberflächentemperatur n Plattentektonik n Meere, Seen, Flüsse n Vulkanaktivität, Gebirge n üppige Artenvielfalt (große Biodiversität)

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Der Mond der Erdtrabant - unser Mond n runder Gesteinsbrocken ohne Atmosphäre, geologisch tot n 3200 km Radius (1/3 des Erdradius) n umkreist die Erde in 400. 000 km Entfernung n entfernt sich von der Erde relativ kleiner Planet mit einem großen Trabanten!

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Der Mond der Mond – Einfluss auf die Erde n verursacht Gezeiten n verringert die Erdrotation n stabilisiert die Neigung der Erdachse n verursacht Jahreszeiten

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Der Mond Gezeiten - Einfluss des Mondes

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Der Mond Bedeutung der Gezeiten n durch Ebbe und Flut erzeugte Flachwassergebiete n neues Wasser und neues Material n neu gebildete Molekülketten durften nicht zerstört werden n n tief genug, um UV-Strahlung zurückzuhalten flach genug, um Ketten nicht zu zerreißen

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Der Mond Wie entstand der Mond - ein Modell seitlicher Einschlag eines Mars-großen Körpers auf die Proto-Erde Herausschlagen von Materie Trümmerstücke Auseinanderreißen Absonderung von Materiebrocken in die Umlaufbahn der Erde Einfangen der Bruchstücke/ Akkretionsprozess Verschmelzen der gesamten Materie Mond umkreist die Erde und entfernt sich dabei um 4 cm pro Jahr

Der Mond Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Stabilisierung der Neigung der Erddrehachse n Neigung der Erdachse um 23, 5° zu der Rotationsebene Sonne-Erde n zusätzlich zu der Rotation existiert eine Taumelbewegung (instabiler Kreisel), Drehachse kann sich ändern n Gravitation des Mondes wirkt dem Kraftmoment entgegen – Gesamtsystem Erde – Mond n ohne Mondstabilisierung wäre eine Variation der Drehachse um 90° möglich

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Der Mond Klimastabilisierung n Neigung der Drehachse beeinflusst das Klima n n Neigungsänderung der Drehachse n n Sonnenlicht in Abhängigkeit von den Jahreszeiten Einfrieren der Ozeane Stärkere Reflexion des einfallenden Lichts, weniger Erwärmung Abkühlung der Erde Stabilisierung der Drehachse durch den Mond sichert die langfristige Stabilität der Oberflächentemperatur

Der Jupiter Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? der Jupiter kosmischer Staubsauger 1 n Einschläge des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf dem Jupiter

Der Jupiter Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? der Jupiter kosmischer Staubsauger 2 n n n größter Planet unseres Sonnensystems n über 300 -fache Erdmasse n 10 mal größer als die Erde gigantischer Gasball (H und He) im äußeren Sonnensystem mit gefrorener oberer Atmosphäre, keine Oberfläche Entstehung durch Akkretion von Gasen aus solarem Nebel Schnelles Jupiterwachstum bremste die Entwicklung der inneren Planeten im Bereich des Asteroidengürtels und vermutlich kleinerer Ausfall des Mars dadurch großes Gravitationspotential (hohe Masse)

Der Jupiter Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? der Jupiter kosmischer Staubsauger 3 n Jupiter reinigt das innere Sonnensystem von Meteoriten, Asteroiden und Kometen aus der Zeit der Planetenbildung (enorme Anziehungskraft), zerstreut diese effektiv n aus dem Sonnensystem gestoßen

Der Jupiter Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? der Jupiter kosmischer Staubsauger 4 n Heutige Bedrohung der Erde durch Kometen, Asteroiden l von der Oort-Kometenwolke (hinter Pluto) l aus dem Kuiper-Kometengürtel (unmittelbar hinter den äußeren Planeten) l im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter n alle 10 Mio. Jahre Einschlag eines 10 km großen Himmelskörpers auf der Erde (vor 65 Mio Jahren) n ohne Jupiter und ohne die Reinigung des mittleren Sonnensystems (während der Planetenbildung) 10. 000 fache Erhöhung der Trefferwahrscheinlichkeit der Erde mit 10 km großen Objekten

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Die Sonne Bedeutung der Sonne n Stern des Sonnensystems n Gravitationszentrum n abgestrahlte elektromagnetische Strahlung ermöglicht direkt oder auch indirekt alle Lebensvorgänge - Pflanzenwachstum n annähernd konstant abgestrahlte Energie pro Zeiteinheit

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Die Sonne G-Stern - Chauvinismus n relativ langsame Entwicklung der Sonne n n etwa 4, 5 Milliarden Jahre „brennt“ sie noch wird größer - Strahlung nimmt zu - Bewohnbarkeit der Erde nimmt ab (in 100. 000 den bis Millionen von Jahren) n im Bereich von 0, 8 bis 1, 4 Sonnenmassen ist Leben auf den Systemplaneten möglich n zu kleine Sterne sind zu leuchtschwach l l n Planeten zu nah - Abbremsen der Eigendrehung durch Schwerekraftfeld einseitige Erhitzung und Abkühlung – starke Winde zu große Sterne sind zu kurzlebig l brennen aus, bevor Evolution von intelligentem Leben abgeschlossen wäre

Die Erde Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? herausragende Merkmale der Erde Aufbau der Erde n Plattentektonik, einmalig in unserem Sonnensystem n Wasser, ein Lebensraum und Lösungsmittel n Atmosphäre, Biosphäre n Magnetfeld, Schutz der Erde n

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Die Erde Aufbau der Erde n Aufbau der Erde - ein Schnitt durch den Erdmantel

Die Erde Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Plattentektonik der Erde ruheloser Planet? n Einziger Planet in unserem Sonnensystem mit Plattentektonik n Ständiger Wandel des Aussehens des Planeten durch Konvektion im Inneren (Plattentektonik)

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Die Erde Prinzip der Plattentektonik entscheidend für den Plattentransport: l Konvektionszellen und Konvektion l Subduktionszonen und Rücktransport

Die Erde Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Auswirkungen der Plattentektonik 1 Wachstum der Kontinente 1. 2. 3. Erhöhung der Küstenanzahl, insbesondere Nord/Süd-Richtung, Temperaturgradient Erhöhung der Nährstoffzufuhr Erweiterung des Lebensraums erhöhte Komplexität der Planetenoberfläche ð ð ð Kontinente, Inseln Meere, Seen, Flüsse Gebirgsketten, Vulkanaktivität globaler Thermostat ð ð Regelung der Temperatur, Klimakontrolle Gehalt an Treibhausgasen in der Atmosphäre

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Die Erde Temperatur - Komplexität

Die Erde Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Auswirkungen der Plattentektonik 2 Bildung von Kontinenten, Inseln ð ð ð Spalten der Erdkruste in Platten durch Plutone Plattenbewegung durch Konvektion und Subduktion Island - größte Vulkan Insel Erd-Magnetfeld ð ð entsteht durch Bewegung geladener Teilchen im Inneren der Erde Schutz der Evolution Schutz gegenüber Erosion der Atmosphäre durch Sonnenwinde (hochenergetisch geladene Teilchen) Schutz vor kosmischer Kleinst-Materie

Die Erde Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? positiver Einfluss auf die Evolution ð Steigerung der Vielfalt der Umweltbedingungen ð größere Herausforderung an die Evolution ð Erhöhung der globalen Biodiversität ð größere Chancen des Überlebens der Evolution bei Massensterben

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Die Erde Bedeutung des Wassers n flüssiges Lösungsmittel l n Klima und Wetter beeinflussend l l n l Eis schwimmt oben Leben unter Wasser möglich Wärmespeicher und Wärmetransport l n Regen reinigt Atmosphäre Niederschlag führt zu Vegetation Dichteanomalie des Wassers l n unverzichtbar für das Leben Golfstrom oder Humboldtstrom künstliche Barriere für Land-Lebensformen

Die Erde Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Wichtige Eigenschaften der Erd. Atmosphäre 1 n Schutz vor schädlicher bzw. tödlicher Strahlung aus dem Weltraum (Filter für UV- und Röntgenstrahlung der Sonne) n lebensnotwendiges Sonnenlicht wird zu den Oberflächen der Kontinente und Ozeane durchgelassen n Thermostat l Schutz vor schneller Auskühlung und Überhitzung schützt - Wärmeausgleich zwischen Tag und Nacht l durchschnittliche Oberflächentemperatur der Erde von ca. +15 °C, gegenüber sonst ca. -18 °C l Wasser bleibt flüssig – Verhinderung der Vereisung / Reflexionstod des Planeten

Die Erde Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Wichtige Eigenschaften der Erd. Atmosphäre 2 n Transport von Energie aus Bereichen in Äquatornähe zu mittleren und höheren Breiten n Niederschlagsverteilung durch die dynamische Verteilung n Hauptspeicher für Stickstoff, Reservoir für Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff n n Verteilung und Abbau von natürlichen und anthropogenen (durch Menschen verursachte) Emissionen l durch Oxidation, Reaktionen mit Radikalen und Photolyse Schutz vor kleineren Meteoriten, Reibung beim Eintritt

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Fazit Zusammenfassung 1. der Planet darf nicht zu schwer sein, denn eine zu starke Schwerkraft verhindert die Entwicklung komplizierter Strukturen und gast zuviel Kohlendioxid aus (verschärften Treibhauseffekt) 2. er darf nicht zu leicht sein, denn er muss eine Atmosphäre halten können 3. der Planet sollte sich schnell genug drehen, damit er rundum gleichmäßig bestrahlt wird 4. das Wetter muss zumindest eine Zone mit gemäßigten Temperaturen erlauben 5. die Umlaufbahn muss fast kreisförmig sein, damit die Jahreszeiten nicht zu starke Temperaturschwankungen hervorrufen 6. die Position in der vergleichsweise winzigen bewohnbaren Zone im Bannkreis seines Sternes ist unabdingbar

Thema: Wie einzigartig ist unsere Erde? Fazit wie einzigartig ist unsere Erde? n intelligentes Leben benötigt ganz besondere schützende Einflüsse, um sich auszubilden n wenn es Leben auf anderen Planeten gibt, wäre noch die Frage, in welcher Form es dort existiert

Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit Zeit für Fragen, Kritik und Anmerkungen