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die Erde

Energie und Masse

Wir werden geboren, strotzen vor Energie und unser Akku wird mit zunehmendem Altem schwächer. Zu Beginn glauben wir daran noch nicht, während wir unsere eigenen Fähigkeiten und unseren Körper zum Erwachsensein ausprägen. Sind wir aber dann über 30 wollen wir es noch nicht wahrnehmen, dass der Akku bereits rückläufig ist. So wie es uns ergeht, ergeht es auch allen anderen Dingen auf dieser Welt. Die Planeten und Sonnensysteme, welche sich weiter innen im Spiralnebel befinden sind also energiereicher.

Der gleiche Planet Erde, der einmal deutlich energiereicher war, trägt heute immer noch die gleiche Masse mit sich nur in anderen Form. Durch weitere Himmelskörpereinschläge hat sich die Masse der Erde sogar eher noch erhöht. An Energie hat die Erde jedoch in den Jahrmillionen ihres Bestehens abgebaut.

der Anfang für unsere Erde

„Die Erde war wüst und leer“. Die Schule lehrt die Entstehungsgeschichte, eines glühenden Planeten der langsam abkühlt und dann irgendwann Leben zulässt. Wie ist das vorstellbar?

Das Alter der Erde wird auf ca. 4,56 Milliarden Jahre geschätzt. Ich stelle mir einen glühenden Ball vor, vollständig aus Feuer mit unglaublichem Kampf der glühenden Massen. In einer derart unvorstellbaren Hitze ist weder Leben möglich, noch kann eine bekannte Flüssigkeit existieren. Wir haben heute um uns Öle, Laugen, Säuren, Alkohole, andere Flüssigkeiten mehr und unser wichtigstes Element das Wasser. Wo waren Diese als der Planet noch geglüht hat? Ist das Wasser etwa später erst durch den Einschlag von Kometen und kleinen Planeten auf die Erde gekommen? Ist das plausibel?

Nehme ich einen Topf, mit einem Glasdeckel und erhitze diesen Topf, so kann sich auf dessen Boden ein Wassertropfen nicht halten. Der Wassertropfen verdampft und schlägt sich am Glasdeckel nieder. Die Wassermassen wie alle anderen Flüssigkeiten müssen also bereits sehr früh schon vorhanden gewesen sein, doch unmöglich auf der Erde selbst. Unsere Atmosphäre ist viele Kilometer hoch. In den weiten Höhen des Weltraums ist es sehr kalt. Sämtliche flüssige oder gasförmigen Elemente, konnten sich also wie eine Hülle um die Erde herum verteilen bis die extreme Hitze abgenommen hat.

Der Planet Erde war noch sehr jung als vor 4,5 Milliarden Jahren ein weiterer, kleinerer Planet die Erde getroffen haben soll. Dieser kleinere Planet wurde „Theia“ genannt. Aus diesem Einschlag sollen sich Splitter gelöst haben, welche sich in einer Umlaufbahn um unsere Erde zu einem kleinen Erdtrabanten formten. Das ist unser heutiger Mond. Weiter gehen Deutsche und Österreichische Forscher davon aus, dass durch das erneute Aufschmelzen der Erde sich eine Umverteilung der chemischen Elemente ergab. Alle Elemente, die sich bevorzugt an Metalle binden, wanderten in den Kern, die übrigen blieben im umgebenen Mantel. So soll der Erdkern entstanden sein.

Die Masse aller Planeten im Sonnensystem nahm stetig durch den Einschlag weiterer Himmelskörper zu. So auch die Masse und Dichte unseres Mondes und der Erde selbst. Mit der zunehmenden Masse erhöhte sich ebenso die Gravitation.

So lange die Hitze zu groß war, war die Erdatmosphäre mit ihren extremen vulkanischen Aktivitäten undurchdringlich.

Der Schulbuch-Fehler

In unseren Gymnasien wird gelehrt, dass die Erde insgesamt 1.400 Milliarden m³ Wasser tragen soll. Das Schulbuch DIERCKE, Erdkunde 2, für die Gymnasien in Rheinland-Pfalz, erklärt dies auf Seite 24 im 2ten Absatz. Bitte prüfe mit mir:

Die dritte Wurzel aus 1.400 ist 11,187. Das wäre die Kantenlänge in Meter eines Würfels, der diese Menge Wasser umschließt. 11,187 Milliarden Meter sind 11,187 Millionen Kilometer. Von Milliarde zu Million (x 1000) und von Meter zu Kilometer ( : 1000). Die Erde hat einen Umfang von ca. 40.075 km. Eine Kante dieses Würfels würde somit 279 mal um die Erde passen. Ups, da ist doch ein Schulbuch falsch. Gut, laut Internet kommen wir auf 1,4 Milliarden m³. Nach o.s. Rechnung bleiben 11.187 km Kantenlänge am Ende übrig. Das wäre ungefähr die Strecke von Ägypten zum Südpol. Ein solcher Wasserwürfel scheint immer noch recht groß, passt aber besser in eine bildhafte Darstellung, als der Schulbuch-Fauxpas.

Wenn wir aber schon dabei sind, habe ich auf Seite 25 des o.g. Schulbuches die beiden Theorien gefunden, welche gelehrt werden zur Frage wie das Wasser auf die Erde kam. Ich denke das bisher Beschriebene sollte ausreichen um Punkt „B“ abzulegen, denn Wasser existiert bei über 2.000°C bis evtl. sogar 6.000°C einfach nicht. Bei 1.013 mbar ist Wasser bis 0°C Eis, dann bis 100°C flüssig, wonach Sattdampf kommt. Ab 374°C besteht nur noch eine reine Gasphase. Für heutige Maßstäbe nimmt pro 100 Höhenmeter die Temperatur um 1°C ab. Um ungefähr 3.000°C abzubauen, benötigen wir somit ca. 300 Kilometer. In dem Bereich surren heute unsere Satelliten um den Planet Erde. Und Punkt A dürfte sich auch einstellen, wenn man sich vorstellt wie viele Eiskometen in die Erde für so viel Wasser hätten einschlagen müssen. Da die Erde nicht allein ist, wäre dieses Schicksal dann auch bei den anderen Planeten nicht ausgeblieben. Ich denke, es dürfte doch verständlich sein, dass ich daran fest halte, dass die Elemente größtenteils nach dem Einschlag von Theia alle schon da waren und einfach nur Temperatur- und Gravitationsbedingt ihren Platz in oder auf der Erde oder in unserer Atmosphäre eingenommen haben.

Bildung der Wasserschichten

Ich halte es für plausibel, dass das erste Abkühlen des Planeten zuließ, dass Flüssigkeiten auf die Erde abregnen konnten. Vor 4 Milliarden Jahren hätten sich aus Energie des Sonnenlichtes und Blitzen, komplexere Moleküle bilden können. Wenn die Chemie sich zu der Zeit bereits in verschiedene Stoffe aufgeteilt hat, müsste es also Säuren, Laugen, Öle, Wasser und Stoffe die zum damaligen Zeitpunkt unter den vorliegenden Umständen noch flüssig waren, geregnet haben.

Weiter wird ein Gegenstand der kühler wird kleiner. Zum anderen ändert sich damit auch wieder die Gravitation. Ein ständiger Prozess.

Stellen wir uns vor, die ganzen Flüssigkeitsmaßen würden sich in Nähe der Exosphäre also dem Übergang zum Weltall befinden.

Sonnenstrahlen, welche darauf treffen würden durch diese unglaublich große Flüssigkeitsschicht auf den ganzen Horizont gleichmäßig verteilt werden. Die Sonnenenergie träfe also nicht strahlenförmig auf die Erdoberfläche, sondern diffus und sehr gleichmäßig verteilt.

Diese Schicht aus Flüssigkeiten, Dämpfen, Gasen und sicher auch Stäuben würde sich aufgrund der unterschiedlichen Dichte der Stoffe in verschiedene Stoffschichten trennen. In meiner Vorstellung würden sich Emulsionen eher weiter oben sammeln, während Suspensionen sich aufgrund höherer Gesamtmassen weiter unten in den Schichten sammeln müssten.

Meine Vorstellung ist, dass sich im Bereich der Thermosphäre die meisten gas- oder dampfförmigen, vielleicht auch vereisten Flüssigkeiten verteilt haben müssten. Ich bin kein Gravitationsphysiker, deshalb rechnen wir einfach mal zwei Beispiele. Stell Dir vor, eine 10 Meter Wassersäule, Erdkrustendeckend, würde hoch in die Thermosphäre gerechnet. So 400km über 0. Alles mal mit den heutigen Daten. Also….Radius am Äquator: 6.370km. Radius an den Polen: 6.357km. Mittlerer Radius also 6.363,5km. Oberflächenberechnung: O=Π·4·r². Pi x 4 x 6363,5 km ² = 508.864.273km². Dagegen finde ich eine offizielle Angabe von. 510.100.000 km². Liegt sicher an dem Verhältnis der Achsen. Auf den errechneten Wert legen wir 10 Meter Wassersäule = 508.864.273km² x 0,01km = 5.088.642km³. Nun schieben wir das in 400 km Höhe. Π x 4 x r². Pi x 4 x 6763,5 km ²= 574.847.772km². Das alte Wasservolumen darauf verteilen. 5.088.642km³ : 574.847.772km² = 8,85 Meter. Damit ist klar, dass eine derart dicke oder noch dickere Schicht das Sonnenlicht so stark abgelenkt hätte, dass es auf dem ganzen Planeten der Sonnenseite sehr gleichmäßig verteilt worden wäre.

Durch ein erstes Abregnen mussten die Suspensionen sich dann auflösen, da diese Stoffe nur durch Vulkane wieder hochgeschleudert werden konnten.

Nach und nach müssten die Flüssigkeitsschichten sich also trennen und immer mehr Wasseranteil übrig bleiben. Alles müsste immer näher zur Erdoberfläche rücken.

Die Erde hatte mit einer solchen Isolationsschicht sicherlich sehr lange gebraucht um abzukühlen. Eine sehr lange Zeit musste der Regen die Atmosphäre von aggressiven Gasen, Dämpfen und Stäuben reinigen.

Die erste DNS soll sich vor über 3,8 Milliarden Jahren gebildet haben und erste Einzeller vor ungefähr 3,8 Milliarden Jahren.

Die Erdoberfläche war zu Beginn der Erdkrustenbildung flach. Erste, abgeregnete Flüssigkeiten und damit auch Wasser, mussten sich also anfänglich gleichmäßig verteilen können. Bis vor ca. 2,4 Milliarden Jahren soll die Erde ein Wasserplanet gewesen sein, mit nur vereinzelt sichtbaren, kleinen Landflächen.

Hier ein kurzes Zitat aus der biblischen Schöpfungsgeschichte, GENESIS, 1.Mose, Kapitel 1, Vers 6, bis Vers 10:

6 Dann sprach Gott:

»Im Wasser soll ein Gewölbe entstehen,

eine Scheidewand zwischen den Wassermassen!«

7 So geschah es: Gott machte ein Gewölbe

und trennte so das Wasser unter dem Gewölbe

von dem Wasser, das darüber war.

8 Und Gott nannte das Gewölbe Himmel.

Es wurde Abend und wieder Morgen: der zweite Tag.

9 Dann sprach Gott:

»Das Wasser unter dem Himmelsgewölbe

soll sich alles an einer Stelle sammeln,

damit das Land hervortritt.«

So geschah es.

10 Und Gott nannte das Land Erde,

die Sammlung des Wassers nannte er Meer.

Und Gott sah das alles an: Es war gut.

11 Dann sprach Gott:

»Die Erde lasse frisches Grün aufsprießen,

Pflanzen und Bäume von jeder Art,

die Samen und samenhaltige Früchte tragen!«

So geschah es:

12 Die Erde brachte frisches Grün hervor,

Pflanzen jeder Art mit ihren Samen

und alle Arten von Bäumen

mit samenhaltigen Früchten.

Und Gott sah das alles an: Es war gut.

13 Es wurde Abend und wieder Morgen:

der dritte Tag.

Hier wird beschrieben, dass auch im Himmel Wasser war, in Form eines Gewölbes.

Die biblische Umschreibung „Der erste und zweite Tag“ müssten demnach stehen für die erdgeschichtliche Zeit bis zur Bildung des Wasserplaneten. Somit in etwa für einen Zeitraum von 1 bis 1,5 Milliarde Jahren.

Vor 2,4 Milliarden Jahren sollen sich dann durch erste Plattenverschiebungen der immer dicker und fester werdenden Erdkruste, schlagartig große Landmassen gebildet haben. Forscher machen das an messbaren Sauerstoffisotopen fest. Ungefähr 2 Drittel der heutigen Landmaßen könnten zu der Zeit aus dem Meer aufgetaucht sein.

„Der dritte Tag“ wäre demnach dann so ca. 0,7 Milliarde Jahre lang gewesen.

Vor 2,3 Milliarden Jahren soll es die erste Eiszeit gegeben haben. Diese, als „Huronische Eiszeit“ bezeichnet, soll ca. 300 Millionen Jahre wohl den ganzen Planeten betroffen haben.

Das Leben soll sich erst nach dem biblischen vierten Tag entwickelt haben. Ziehen wir nochmal 0,7 Milliarden Jahre ab, sind wir bei 1,6 Milliarden Jahren vor unserer Zeit. Damit nach der ersten, großen Eiszeit. Spannend, wie man das zusammenbringen kann.

der Aufbau unserer Erde

Der Temperaturaustausch zwischen der hohen Flüssigkeitsschicht über die Atmosphäre und der Erdoberfläche kühlte die Erdoberfläche ab. Es bildete sich eine Erdkruste, welche heute durchschnittlich 35 km breit ist. Diese feste Erdoberfläche isoliert wiederum gegenüber dem Erdmantel. Dadurch kann dieser sich nicht zu schnell weiter abkühlen. Der Erdmantel ist heute durchschnittlich 2.850 km breit. Er trägt die Erdkruste und besteht aus einer festen aber beweglichen Gesteinsschicht. Er wird in oberen und unteren Erdmantel unterteilt. Der obere Erdmantel ist ca. 410 km breit. Der untere Erdmantel reicht dann bis in eine Tiefe von ca. 2.900 km.

Ab einer Tiefe von 2.900km beginnt nun der Erdkern. Auch dieser wird in einen Äußeren und einen Inneren unterteilt. An der Stelle erinnern wird uns an den Geodynamo aus dem Kapitel „Magnetfeld und Geodynamo“.

Der innere Erdkern soll von 5.150 bis 6.317 km reichen. Die Erde hat im Mittel also einen Durchmesser von ungefähr 12.700 Kilometer.

Würden wir einen runden Luftballon in eine schnelle Drehbewegung versetzen, so würde dieser sich elliptisch verformen. In Drehachse würde er sich enger stauchen und in seine Querachse würde er etwas breiter werden. So sieht die Erde ebenfalls aus. Sie ist in der Äquatorachse aufgrund ihrer Drehbewegung ca. 21km breiter als in Richtung ihrer Drehachse. Im Bezug auf ihre Flugbahn ist die Erdachse heute um ca: 23° geneigt. Seit einigen Jahren können Wissenschaftler dies mit Satellitendaten ermitteln. Die Position der magnetischen Pole ist davon unabhängig und wird ebenfalls wissenschaftlich beobachtet.

die Erdkruste

Der Planet Erde war anfangs größer und hatte eine geringere Gesamtdichte als heute. Umso kleiner Etwas wird, desto mehr muss die Schale mit schrumpfen. Stellen wir uns vor die Schale wäre die Erdoberfläche. Diese Schale kann nur mitschrumpfen, wenn sie aufreißt und die festen Platten sich ineinander verschieben. Berge bilden sich und Teile schieben sich unter Andere. Werden feste Platten tief unter Andere geschoben, ragen sie so weit in den heißen Erdmantel hinein, dass sie wieder aufgeschmolzen oder zumindest stark erhitzt werden. Dabei dehnen sie sich wieder aus und drücken von unten gegen die darüber liegenden Schichten.

Bei diesen Prozessen entstehen unvorstellbare Drücke. Materialien verändern dadurch ihren Zustand. Kohlenstoffe können zu Diamanten werden. Biologische Ablagerungen können versteinern.

Oberhalb der Erdoberfläche entstehen Stürme und Regen. Beides sorgt dafür, dass Oberfläche abgetragen und nach unten gespült wird. Die Alpen z.B. wachsen immer noch höher, während andere Berge bis heute um bis zu tausende an Metern an Höhe verloren haben.

Die Atmosphäre wurde immer freier von Giftstoffen.

Lebensgrundlage

Der flüssige Erdkern bleibt weiter in Bewegung. Zusätzlich hält unser Erdtrabant ständig Einfluss auf die gesamte Erde und sorgt für Veränderungen. Ein Leben ohne unseren Mond wäre nur bedingt vorstellbar.

Der Planet Erde wurde anthropisch, also fähig Leben zu entwickeln.

Ähnlich eines Gewächshauses bot die Erde überall vergleichbare Lebensgrundlagen. Das Sonnenlicht wurde von den über der Ionosphäre befindlichen Wassermassen gleichmäßig über den ganzen Horizont verteilt und gefährliche Strahlung fast völlig oder völlig ausgefiltert. Eine UV-Strahlung wie wir sie heute kennen war auf der Sonnenseite also nicht vorhanden. So meine Annahme. Die UV-Strahlung ist kurzwellig und wurde wohl in der obersten Schicht absorbiert oder reflektiert.

Die Evolution hat nach und nach Bakterien und Algen im Wasser und später Pflanzen und Tiere geschaffen. Cyanobakterien hatten die Photosynthese erfunden und wurden von größeren Einzellern bald als Energielieferant aufgenommen. Von kleinsten Zellen im Wasser also über erste Tiere im Wasser, bis zu landerobernden Algen und Flechten. Die Nutzung des Chlorophylls anfänglich durch Algen und das Wurzelwachstum machte auch größere Pflanzen und sogar Bäume möglich. Von ersten Tieren im Wasser über Amphibien die das Land eroberten, bis zu ersten Landtieren gingen Millionen von Jahren vorbei.

Urzeitlebewesen und Dinosaurier wurden inzwischen überall auf der Erde gefunden. Das Festland der Erde war also einmal überall grün. Das bedeutet, die Polkappen an Nord- und Südpol waren ohne Eis.

Die geologische Zeitskala ist derart umfangreich, dass es dieses Buch sprengen würde. Wir springen direkt weiter zum Erdzeitalter der Dinosaurier. Dort gibt es nämlich etwas Besonderes zu bestaunen.

Hier zur Info ein Verweis auf die geologische Zeitskala: https://de.wikipedia.org/wiki/Geologische Zeitskala