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Der Planet Erde [ Der Mond ]

Im erdgeologischen Maßstab ist die Oberfläche der Erde noch jung, denn sie bildete sich meist erst vor weniger als eine Milliarde Jahren. Dieses Alter zeugt von einer starken geologischen Aktivität auf unserem Planeten, auf dem sich die Spuren des heftigen Meteoritenbombardements in der Frühzeit des Sonnensystems weitgehend durch die Deformierung der Kruste, durch vulkanische Aktivität, Erosion und Ablagerung verwischt haben.

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne. Aus Sicht der Astronomie gehört die Erde - neben Merkur, Venus und Mars - zur Gruppe der terrestrischen Planeten. Ursprung, Struktur und Entwicklung der Erde sowie des Monds werden häufig mit den entsprechenden Vorgängen auf diesen Planeten verglichen.

Die Erde verfügt über eine Atmosphäre, deren Dichte zwischen der der Venus und des Mars liegt. Sie besitzt als einziger Planet ausgedehnte Ozeane mit flüssigem Wasser. Das komplexe Zusammenspiel zwischen Ozeanen, Atmosphäre und Planetenoberfläche bestimmt das Energiegleichgewicht und den Temperaturbereich. Wolken bedecken im Schnitt 50 Prozent der Erde; der Wärmestau innerhalb der Atmosphäre (Treibhaus-Effekt) lässt die mittlere Temperatur um über 30 Grad ansteigen.

Die gegenwärtige Atmosphäre setzt sich aus 77 Prozent molekularen Stickstoff, 21 Prozent molekularen Sauerstoff, 1 Prozent Wasserdampf und 0,9 Prozent Argon zusammen. Kohlendioxid stellt den wichtigsten Spurenanteil. Die große Sauerstoffkonzentration, deren Ursprung 2 Milliarden Jahre zurückliegt, ist eine direkte Folge des Pflanzenbewuchses. Der Sauerstoff ermöglicht in großen Höhen die Bildung der Ozonschicht, die die Oberfläche vor der tödlichen Ultraviolettstrahlung der Sonne schützt.

Die Erde ist der einzige größere Planet, von dem man weiß, dass er geologisch aktiv ist. Die großräumigen Merkmale entstanden durch den Aufbau, die Zerstörung, die relative Verschiebung und die Wechselwirkung zwischen den etwa einem Dutzend Platten der Erdkruste - sie bilden die Lithosphäre -, welche sich auf der weniger festen, darunter liegenden Asthenosphäre verschieben. Zusammenstöße zwischen den Platten verursachen entlang der Plattengrenzen Faltengebirge und Erdbebenzonen.

Seismische Wellen infolge von Erdbeben geben durch die Art ihrer Ausbreitung Aufschluss über die innere Struktur der Erde. Im Zentrum liegt ein metallischer Kern aus geschmolzenem Eisen und Nickel, der möglicherweise einen festen Kern umschließt. Die Temperatur im Zentrum beträgt etwa 4.000°C. Über diesem Kern liegt ein Silikatmantel. Die äußerste Kruste ist unter den Ozeanen etwa 10 Kilometer dick, unter den Kontinenten etwa 30 Kilometer.

Die Oberfläche der Erde ist nach planetarischen Maßstäben noch sehr jung. Das Basaltgestein, das die Meeresböden bildet, gehört zu den jüngsten Gesteinen. Die präkambrischen Rücken, die etwa 10 Prozent der Erdoberfläche ausmachen, sind die ältesten; sie kommen den von Kratern übersäten Gebieten, die einen Großteil der Oberflächen anderer Planeten bilden, am nächsten. Durch Verwitterung sind nahezu alle Spuren ehemaliger Einschlagkrater auf der Erde verschwunden.

Der geschmolzene Metallkern verursacht das Magnetfeld und die Magnetosphäre der Erde. Eine Schicht elektrisch geladener Teilchen in einer Höhe zwischen 50 und 500 Kilometern bildet die Ionosphäre. Geladenen Teilchen, die in den Gebieten zwischen 60° und 75° geografischer Breite durch das Magnetfeld eingefangen werden, erzeugen das Phänomen des Polarlichts. Satellitenmessungen zeigten, dass die Erde auch eine starke Radioquelle im Kilometerwellenbereich ist, allerdings werden diese Wellen in großen Höhen erzeugt und können daher am Boden nicht nachgewiesen werden.

Die Erde (von urgermanisch *erþō; griechisch ἔρα éra) ist der dichteste und fünftgrößte Planet unseres Sonnensystems und nach Merkur und Venus der sonnennächste. Sie umkreist die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung von 149,6 Millionen km und befindet sich damit in der habitablen Zone. Der Durchmesser beträgt über 12.700 km und das Alter etwa 4,6 Milliarden Jahre. Sie ist Heimat der Menschen sowie einer Vielzahl anderer Arten und der einzige bekannte Planet, auf dem Leben existiert. Nach der vorherrschenden chemischen Beschaffenheit der Erde wird der Begriff der erdartigen (terrestrischen) oder auch erdähnlichen Planeten definiert. Das astronomische Symbol der Erde ist ♁. (siehe Wikipedia)

Die großflächigen Landschaftsformen auf der Erde, etwa die Gebirgsketten, Grabenbrüche und Ozeangräben, verdanken ihre Existenz der fortdauernden Bewegung von Teilstücken der Kruste. Dieser als Plattentektonik bezeichnete Prozess geschieht heutzutage offenbar allein noch auf der Erde; alle anderen erdähnlichen Planeten zeigen keine vergleichbaren Aktivitäten mehr.

Ein weiteres auffälliges Merkmal der Erdoberfläche ist das in gewaltigen Mengen vorhandene Wasser - das nicht nur die schier unendlichen Ozeane gebildet, sondern auch in der Landschaft Erosionsspuren hinterlassen hat. Die kontinentalen Landmassen sind großenteils mit einem Regolith aus verwittertem Schutt bedeckt - Böden, Schlamm, Sand und lockeres Gestein -, auf dem die meisten Lebensformen unseres Planeten heute Fuß gefasst haben. Der Canyon am Unterlauf des Fisch-Flusses gehört zu den eindrucksvollsten Naturschönheiten im südlichen Teil Namibias. Er entstand vorwiegend während der Pluvialzeiten (das sind regenreiche Klimaepochen) vor vielen Millionen Jahren. Mit seiner Tiefe von bis zu 550 Metern gilt der Fish River Canyon - nach dem Grand Canyon in Amerika – als zweitgrößter Canyon der Welt. Die Schlucht windet sich über eine Distanz von rund 160 Kilometern durch das zerklüftete Koubis-Bergmassiv bis hinunter nach Ai-Ais.

Geophysikalische Regionen der Erde

Eine geophysikalische Region beschreibt ein großes Gebiet, in dem bestimmte geophysikalische Merkmale vorherrschen - beispielsweise tief liegendes Land oder ein Becken. Weitere geophysikalische Regionen sind Ebenen, Hochebenen oder auch Gräben; solche Regionen umfassen also oft eine große Vielfalt unterschiedlicher Geländeformen.

Geophysikalische Regionen können durch einen noch in Gang befindlichen geologischen Prozess geprägt sein, wie etwa die Badlands in South Dakota (USA), deren Bergzinnen und Rinnen durch das Wasser aus heftigen Gewittern geformt werden. In den semi-ariden Badlands fehlt die Vegetation, die den Boden binden und das lockere Sedimentgestein vor den Folgen des Platzregens bewahren könnte.
	Xijang in Tibet

Andere geophysikalische Regionen werden durch viel weitreichendere geologische Prozesse geformt. Das Dekkan-Hochland beispielsweise bildet die dreieckige Halbinsel des südlichen Indien; es ist ein Tafelland, das sich durchschnittlich 600 m über den Meeresspiegel erhebt. Nach Osten hin fällt es sanft ab, wird aber dort wie im Westen durch Hügel begrenzt - durch die Western Ghats und die Eastern Ghats. Geophysikalische Regionen weisen außerdem sehr oft Klimabedingungen auf, die sie von den umgebenden Gebieten unterscheiden. Auch das Dekkan-Hochland bildet dabei keine Ausnahme; das Hochland ist viel trockener als der Küstenstreifen.

Dekkan Hochland

Mit dem Begriff geophysikalische Region beschreibt man auch oft große unwirtliche Gebiete, zum Beispiel das Dronning Maud Land in der Antarktis oder das Ar Rub' Al Khali ("Leeres Viertel") auf der Arabischen Halbinsel.
	Saudi Arabien

Die Gebirgszüge der Erde

Ein Gebirgszug ist eine Gruppe oder Kette von Bergen. Zwar kann auch ein einzeln stehender Berg durch vulkanische Aktivität entstehen, aber die meisten Berge bilden Gebirgszüge. Die größten Gebirgszüge der Welt gehören wiederum zu zwei riesigen Gürtelsystemen. Zum Circum-Pazifischen System gehören die Rocky Mountains und die Anden. Das Himalaja- oder Tethys-System umfasst den Himalaja sowie die Berge im Mittleren Osten.

Gebirgszüge werden durch Auffaltung, Verwerfung und Krümmung der Erdkruste sowie durch vulkanische Aktivität geformt. Die beeindruckendsten Bergketten entstehen in der Nähe der Ränder der tektonischen Platten. Der Himalaja, zu dem viele der höchsten Berggipfel unseres Planeten gehören, wird gebildet, weil die indo-europäische Platte (auf der auch Indien liegt) sich in die eurasische Platte (Asien) hinein schiebt. Dabei wird die eurasische Platte zusammengedrückt und aufwärts geschoben. Die Alpen wurden durch einen ähnlichen Druckeffekt aufgefaltet, als die afrikanische Platte auf ihrem Weg nordwärts gegen den südwestlichen Rand der eurasischen Platte stieß. Einige der längsten Bergketten der Welt werden an destruktiven Plattenrändern gebildet. Eines der besten Beispiele: Der Rand der pazifischen Platte taucht entlang der Küste von Peru und Chile unter die südamerikanische Platte ab. Die absinkende Platte bildet einen tiefen Graben (den Peru-Chile-Graben); sobald sie die geschmolzene Asthenosphäre der Erde erreicht, schmilzt sie selbst. Die sich so verdickende Kruste bildet hier die Bergkette der Anden.

Die Alpen

An einigen destruktiven Plattenrändern entlang der Westküste Nordamerikas und der Ostküste Japans steigt Magma aus der abgetauchten und geschmolzenen Platte durch die Kruste auf und bildet eine Vulkankette, die parallel zum Plattenrand verläuft. Diese Vulkane weisen eine Kegelform mit steilen Hängen auf.

Gebirgszüge können auch entstehen, wenn zerbrochene Gesteinsblöcke aus der Kruste umkippen oder wenn die Erdkruste aufgewölbt wird, ohne aufzubrechen; es bilden sich dann kuppige Bergzüge wie die Black Hills in South Dakota (USA).

Die Berge

Ein Berg ist ein Gebiet auf der Erde, das viel höher ist als seine Umgebung; der Gipfel eines Berges ist schmal im Verhältnis zu seiner Basis. Sobald ein Hügel vom Fuß bis zum Gipfel mehr als 300 Meter misst, bezeichnet man ihn als Berg. Bergketten markieren die Gebiete, an denen die Erdkruste durch die tektonische Plattenbewegung zusammengepresst wurde und sich verdickt hat.

Relativ alte, stark erodierte Berge findet man im Zentrum der Kontinente, wo in ferner Vergangenheit noch tektonische Aktivität stattgefunden hat. Die Rocky Mountains entstanden, als der nordamerikanische Kontinent eine Reihe von Plattenfragmenten aufstaute, die von Westen herandrifteten. Der Ural markiert den Bereich, an dem Europa und der Westen Sibiriens vor 220 Millionen Jahren zusammenstießen. An den heutigen Nahtstellen der tektonischen Platten findet man die jüngeren, vergleichsweise sehr hohen Berge, zum Beispiel jene des Himalajas, die über dem Spalt zwischen der indischen und der eurasischen Platte aufgefaltet wurden. In Zeiten der Gebirgsbildung verursachen Druckkräfte die Aufkrümmung der Erdkruste; oftmals entstehen parallele Gesteinsfalten oder auch eine komplexe, ungeordnete Berglandschaft, wenn mehrere Gesteinsschichten übereinander geschoben wurden.

Der Mount Everest

Erosion durch Eis und Wasser wäscht die hoch gelegene Erdoberfläche aus und führt zur Bildung hoher Berggipfel, die von tiefen Tälern voneinander getrennt sind. In den Appalachen an der Ostküste der USA sind alte aufgefaltete Gesteinsschichten an die Oberfläche getreten, während die widerstandsfähigeren Schichten parallele Bergketten gebildet haben.

Zur Gebirgsbildung kann es sowohl durch vulkanische Aktivität als auch durch Druck kommen; wiederholte Lava- und Asche-Eruptionen können dabei die Kegel der hohen Vulkane auftürmen. Im Küstengebirge im Westen von Nordamerika erstreckt sich eine Vulkankette entlang der Verwerfungszone, in der die Juan de Fuca-Platte unter die nordamerikanische Platte abtaucht. Ähnliche Vulkanketten gibt es in Südamerika, in Alaska und in Japan; der gesamte Pazifik ist von diesem "Feuerring" umschlossen.

Vulkane

Vulkanische Strukturen findet man an den Rändern der tektonischen Platten sowie an "Hot Spots" auf den Kontinenten und am Grund der Ozeane. Vulkane sind dort entstanden, wo geschmolzenes Gestein, Magma, aus dem Erdinneren an die Oberfläche getreten ist.

80% des gesamten ausgeworfenen Erdmagmas besteht aus basaltartiger Lava, die man auch anderswo im Sonnensystem gefunden hat. Basalt ist auch Hauptbestandteil der ozeanischen Kruste. Basaltlava enthält nur wenig Kieselsäure und ist relativ flüssig; sie kann weite Strecken zurücklegen, ehe sie erstarrt. Solche Lavaströme haben mächtige Schildvulkane mit breiter Basis gebildet, aber auch dicke horizontale Flächen, die Lavaebenen. Andesit und Rhyolith sind Lavagesteine mit jeweils höherem Kieselsäuregehalt, die daher auch zähflüssiger (viskoser) sind als Basalt. Sie fließen nicht so weit und bilden Vulkane mit steileren Hängen. Wenn im Magma Gase eingeschlossen sind, führt die Druckveränderung beim Austritt des Magmas an der Erdoberfläche zum Entweichen dieser Gase. In zähflüssiger Lava wird das sich ausdehnende Gas oft sehr lange festgehalten und dann explosionsartig freigesetzt. Dabei kann Material (Tephra) in die Luft geschleudert werden, dessen Größe von feinem Aschestaub bis zu vulkanischen "Bomben" mit mehreren Zentimetern Durchmesser reichen kann. Bei starken explosiven Eruptionen kann Asche etliche Kilometer hoch in die Atmosphäre geschleudert werden und sich dann mehrere tausend Kilometer weit in horizontaler Richtung verteilen, so dass sie sogar vom Weltraum aus gut zu sehen ist.

Der Mauna Loa auf Hawaii

Rund um die Schlote explosiver Rhyolith- und Andesit-Vulkane bilden sich Kegel aus Tephra, wenn die ausgeworfenen Trümmer niederregnen; es bilden sich steile Hänge aus lockerem Material. Die höchsten Vulkane sind die Stratovulkane, die sowohl zähflüssige Lava (meist Andesit) als auch Tephra ausstoßen. Die Lavaschichten schützen die Tephra-Schichten vor Erosion, so dass sich ein Stratovulkan viel höher auftürmen kann als ein einfacher Kegel aus Tephra.

Vulkane kann man von einer Umlaufbahn um die Erde aus an ihrer kreisrunden Form erkennen, und außerdem besitzen sie meist einen recht großen Eruptionskrater auf ihrem Gipfel. Erloschene und auch inaktive Vulkane können oft starke Erosionsspuren aufweisen, und man sieht dann ein radiales Abflusssystem. Größere Vulkane, zum Beispiel der Ngorongoro in Tansania, besitzen manchmal auch einen großen Einsturzkrater, eine Caldera, die durch den Einsturz einer leeren Magmakammer entstanden ist.

Es lassen sich gewisse Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung von Lava und ihrer Lage auf einer tektonischen Platte feststellen. Andesitische Stratovulkane findet man an den Rändern der Kontinente, an denen die ozeanische Kruste unter die Kontinentalkruste abtaucht. Rhyolithische Magma wird überwiegend aus der Kontinentalkruste ausgeworfen. Basaltische Lava tritt überall entlang der mittelozeanischen Rücken aus, und basaltische Schildvulkane findet man am Grund der Ozeanbecken. Basaltische Lava wird aber ebenso aus der Kontinentalkruste ausgestoßen, so dass sie offenbar aus dem Erdmantel stammt, der unter beiden Krustentypen liegt. Nicht immer jedoch gelangt Eruptivgestein bis zur Erdoberfläche, bevor es erstarrt.

Allerdings kann es infolge von Erosion später doch noch offen zutage treten. Wenn Eruptivgestein in großer Menge in die Kruste eindringt, können die darüber liegenden Gesteinsschichten deutlich emporgehoben werden. Batholithe sind solche Intrusionen, die bis zu 15 km dick sein können. Lagergänge und Gangstöcke sind dünnere Intrusionen entlang der Schwachstellen im umgebenden Gestein. Lagergänge sind bis zu 300 Meter dicke Schichten zwischen den Grundstrukturen des Gesteins; Gangstöcke verlaufen durch Risse innerhalb der Grundschichten. Lakkolithe sind pilzförmige Intrusionen zwischen einzelnen Grundschichten, welche die darüber liegenden Schichten aufgewölbt haben.

Wüsten

Die Wüstenlandschaft ist durch den Mangel an Niederschlag und folglich auch an Vegetation gekennzeichnet. Es gibt nur trockene Sandböden, der vom Wind mühelos verweht wird und sich in Senken sammelt, in so genannten "Sandseen" oder Ergs wie dem Erg Chech in der Sahara und dem Rub' al Khali (dem "Leeren Gebiet") in Saudi-Arabien.

Sanddünen können mehrere hundert Meter hoch werden und einen Durchmesser von einigen Kilometern erreichen - solche großen Dünen sind sogar auf den Satellitenfotos erkennbar, die in diesem Atlas verwendet wurden und eine Auflösung von 1 km besitzen. Höher gelegene Gebiete, die lediglich von Steinen und Kies bedeckt sind, nennt man Hammada. In der westlichen Sahara liegt die Hamada du Dra, und auch die Syrische Wüste ist eine Hammada. Der vom Wind fort getragene Sand besitzt große erosive Kraft, aber auch bei gelegentlichen Regenfällen kommt es zu Sturzfluten, die dann Abflusskanäle in den Boden graben: tiefe Rinnen an den Hängen von Hügeln und Bergen, in flacheren Gebieten auch breitere und dafür nicht sehr tiefe Abflusskanäle. Diese Rinnen, die in der Sahara sowie in Arabien Wadis genannt werden, liegen die meiste Zeit über trocken und verlieren sich fast immer im Wüstensand.

Die Wüste Sahara

Wenn in einer Wüstenregion aufgrund benachbarter Gebirge genügend Niederschlag fällt, können dort die Wasserläufe einen See bilden, dessen Wasser durch die rasche Verdunstung sehr salzhaltig wird. Der Van-See in der Türkei und der Great Salt Lake in Utah (USA) sind solche Salzseen. Die Bonneville Flats westlich des Great Salt Lake werden zwar gelegentlich überflutet, sind aber ansonsten eine Salzebene. Die größte Salzebene (Playa) der Welt ist der Salar de Uyuni im Altiplano der Anden. Die perfekt geformte "Dune 45" ist die meistfotografierte Düne im Sossusvlei-Gebiet. Auch wenn es ähnliche Bilderbuchlandschaften in der Sahara und anderen Wüsten gibt, für viele gibt es hier die schönsten Sanddünen der Welt. Von hier sind es noch etwa 55 km bis zum Atlantik. Die Böden der Trockenseen Hiddenvlei, Deadvlei und Sossusvlei liegen zwischen 550 und 600 Meter über dem Meeresspiegel. Der Kamm der höchsten Düne, der "Dune 7", liegt 1.023 m über dem Meeresspiegel. Gerechnet von der Basis aus ist sie 388 m hoch.

Sossusvlei (Namibia)

Ozeane und Meere

Die Ozeane bedecken 77% der Erdoberfläche und verleihen dem "Blauen Planeten" seine typische Farbe. An den Rändern der Kontinente, auf dem Kontinentalschelf sowie rund um die ozeanischen Inseln lagern sich Sedimente ab, die vom Wasser der Flüsse in die Ozeane geschwemmt werden.

Der Kontinentalschelf vor der Atlantikküste Nordamerikas besteht aus einer mehrere Kilometer dicken Sedimentschicht, über der sich noch eine drei Meter dicke Sandschicht abgelagert hat, die mit den Gezeiten sowie durch Strömungen ständig bewegt wird. Gezeiten entstehen durch die Schwerkraftanziehung des Mondes. Strömungen auf der Erdoberfläche werden überwiegend durch Luftdruck- und Windsysteme in der darüber liegenden Atmosphäre verursacht. Große Sand- oder Schlammbrocken lassen Schlickströmungen entstehen, die sich sehr schnell über sanfte Hänge ergießen, da das Wasser wegen der Schwebteilchen eine höhere Dichte hat. Aus dem Meeresboden, insbesondere aus der Sedimentschicht des Kontinentalschelfs, wurden tiefe Rinnen und Gräben ausgewaschen.

Der Golf von Biscaya

Sedimente lagern sich aber auch an anderen Stellen der Ozeanbecken ab; Grund dafür ist die chemische Zersetzung der im Wasser gelösten Mineralien. Die aus Kalziumkarbonat bestehenden Schalen toter Meerestiere sinken auf den Ozeanboden und bilden dort eine Schlickschicht. Anders als die Canyons auf dem Kontinentalschelf sind die Böden der Ozeane die flachsten Stellen auf unserem Planeten. An den mittelozeanischen Rücken bildet sich neue Erdkruste, indem hier Lava zwischen den Rändern der tektonischen Platten an die Oberfläche dringt.

Die Ozeane sind ebenso wie die Atmosphäre für den Wärmefluss von den Äquatorregionen zu den Polen verantwortlich. Die Sonnenenergie wird auf diese Weise über die Erdoberfläche verteilt, so dass klimatische Extreme ausgeglichen werden.

In Anlehnung an Hadleys Zirkulationsmodell für die Atmosphäre nimmt man auch die Ozeane ein globales Zirkulationssystem an, dem zufolge warmes Oberflächenwasser zu den Polen transportiert wird und von dort als kaltes, dichtes Tiefseewasser zurückkehrt. Dieses Modell eines "großen ozeanischen Förderbandes", dessen Umlaufzeit mehr als 1000 Jahre beträgt, ist einer der wichtigsten Bestandteile des globalen Klimasystems. Anders als bei der Atmosphäre ist die Zirkulation in den Ozeanen durch die Lage der kontinentalen Landmassen beschränkt, so dass es der Austausch zwischen den einzelnen Ozeanbecken begrenzt ist.

Einige ozeanische Lebensformen sondern Schalen aus Kalziumkarbonat ab, um sich im Wasser gegen Feinde zu schützen. Andere verankern sich im seichten Gewässer an Felsen und hinterlassen, wenn sie absterben, ihr Kalk-"Skelett" in Form eines Korallenriffs. Korallenriffe findet man auf karbonathaltigem Untergrund im seichten Gewässer des Kontinentalschelfs sowie auf hoher See. Im letzteren Fall wachsen die Korallenriffe zunächst im seichten Wasser vor einer Vulkaninsel empor.

Sobald die vulkanische Aktivität aufgehört hat, beginnt die Erosion der Insel, die schließlich im Meer versinkt, während die Korallenkolonien weiter wachsen, solange sie sich im oberen, sonnendurchfluteten Bereich des Ozeans bis maximal 20 Meter Tiefe befinden. So entstehen kreisrunde Atolle mit einer dicken Kalksteinschicht über den ehemaligen Standorten der erloschenen Vulkane.

Die Physikalischen Daten der Erde

Die Bahndaten der Erde

Die Atmosphäre der Erde

Die Magnetosphäre der Erde

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Die zwölf Sternzeichen

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