Der Planet Erde

Das wohl seltsamste Phänomen des Sonnensystems ist unserer eigener Lebensraum: die Erde, dritter Planet nach Merkur und Venus. Bereits vor Nikolaus Kopernikus und seinem heliozentrischen Weltbild, auch lange vor der Erfindung ausgefeilter Beobachtungsinstrumente wie etwa dem Fernrohr rätselten die Menschen über Ereignisse wie Sonnenauf- und Untergang oder die Bewegung der Gestirne. Durch systematische Beobachtung und Aufzeichnung versuchten sie ihrem Planeten auf die Spur zu kommen und konnten durch das Registrieren von regelmäßig wiederkehrenden Phänomenen schon sehr früh Zeitabschnitte wie Jahre und Jahreszeiten festsetzen.

Die Jahreszeiten

 Die Schräglage der Erdachse - also die Neigung der Äquator-Ebene - gegen die Erdbahnebene (Ekliptik) ist verantwortlich für das Phänomen der Jahreszeiten. Ihr Neigungswinkel beträgt immer 23,5°. Der Beginn des Sommers in unseren Breiten ist auf den 21. Juni festgelegt: Zu dieser Zeit nämlich neigt sich die nördliche Hälfte der Erde leicht der Sonne zu, so daß es hier heller und wärmer wird. Zur selben Zeit setzt auf der Südhalbkugel, die nun leicht von der Sonne weggeneigt ist, die Winterphase ein. Ein halbes Jahr später, am 22. Dezember - nach der halben Umlaufzeit der Erde um die Sonne - verhält es sich umgekehrt: Auf der nördlichen Halbkugel wird es Winter, während die nun stärker auf der südlichen Hälfte auftreffenden Sonnenstrahlen den Sommer ankündigen.

So entstanden bereits in einer Zeit, als die meisten Europäer noch an die Erde als eine flache Scheibe glaubten, exakte astronomische Daten, die mit den heutigen modernen Meßtechniken kaum genauer ermittelt werden konnten! Beispiele dafür sind die berühmten historischen Stätten Stonehenge, das Maya-Observatorium El Caracol sowie der berühmte Kalenderstein der Azteken.

Nach heutigen Berechnungen dürfte die Erde etwa 4,6 Milliarden Jahre alt sein - wesentlich jünger als das Sonnensystem, zu dem sie gehört. Wie alle Planeten wird der unsere auch irgendwann (in einer beruhigenden Zukunft von ein paar Milliarden Jahren) durch kosmische Einflüsse wieder zerstört werden, spätestens dann, wenn sich die Sonne zu einem Riesenstern aufbläht und daher kein irdisches Leben mehr ermöglicht.

Als dritter der vier "inneren" Planeten dreht sich die Erde - gemeinsam mit dem Mond - in einer ellipsenförmigen Bahn um die Sonne. Ihr Körper ist einer Kugel nur ähnlich; tatsächlich handelt es sich um ein Rotationsellipsoid: Man versteht darunter einen Körper, dessen beide Pole abgeflacht sind. Das Ellipsoid rotiert in 24 Stunden einmal um seine eigene Achse - eine gedachte Linie vom Nord- zum Südpol - und bewegt sich gleichzeitig um die Sonne, wozu es jeweils ein Jahr - 365, 25 Tage - benötigt. So sind die von uns beobachteten Auf- und Untergänge von Sonne, Mond und Sternen nur scheinbare Bewegungen, die wir als solche wahrnehmen, weil wir uns zusammen mit der Erde, der Luft und den Ozeanen drehen - von Westen nach Osten. Wer diese Bewegung der Erde einmal feststellen will, ohne sich an den Gestirnen zu orientieren, kann dies in der Kuppel des Pariser Pantheons tun: Das berühmte Foucault'sche Pendel aus dem Jahr 1851, eine Erfindung des Physikers Jean Bernard Léon Foucault, läßt die Rotation dadurch sichtbar werden, daß sich der Boden unter dem Pendel verschoben hat. Das Pendel selbst blieb dabei aufgrund der Gesetzes der Trägheit in seiner Position.

Beschaffenheit des Planeten Erde

Noch immer wirft die Erde Fragen nach der Existenz dessen auf, was Menschen bisher nirgendwo sonst im Sonnensystem eindeutig nachweisen konnten: Leben. Wenn auch in jüngster Zeit Spuren primitiver Lebensformen in einem Marsmeteoriten gefunden wurden, bot der Planet doch allenfalls in einem sehr frühen Zeitstadium ähnliche Bedingungen wie gegenwärtig die Erde. So ist - neben einer bestimmten Atmosphäre - beispielsweise Wasser die unbedingte Voraussetzung allen Lebens, und nur die Fläche der Erde ist zu etwa zwei Dritteln mit Ozeanen bedeckt. Die gewaltigen Gebirge - etwa der Himalaya - sind das Resultat von Plattentektonik: dem Übereinanderschieben von Teilen der Erdkruste. Erdbeben sind eine Folge dieser Gesteinsverschiebungen. Durch sie ist die Erdoberfläche ständigen Änderungen unterworfen, die als "Kontinentaldrift" bezeichnet werden. So ließ sich feststellen, daß sich die Kontinente Europa und Nordamerika jedes Jahr um zwei Zentimeter voneinander entfernen. Wie sich noch heute an den Umrissen erkennen läßt, bildeten die Erdteile ursprünglich einen einzigen großen Kontinent. Stoßen die Erdplatten zusammen, so spricht man von Subduktion: die dadurch hervorgerufene Auffaltung des Erdmantels ließ Gebirge entstehen.

Die Beschaffenheit der Erde wird mit Hilfe der Unterscheidung dreier Bereiche - von der Oberfläche nach innen - beschrieben: Erdkruste, Erdmantel und Erdkern.

Erdkruste

Die Oberfläche der Erde, die sich größtenteils unter den Ozeanen erstreckt und zwischen zehn Kilometer Breite (unter dem Meer) und fünfzig Kilometer Breite (an Land) beträgt, wird als Erdkruste bezeichnet. Sie weist eine Temperatur von bis zu 55° C auf. Darunter beginnt der elastische Erdmantel.

Erdmantel

Der Erdmantel, der unter der äußeren Erdschicht, der Kruste, liegt, weist eine teilweise flüssige Konsistenz auf. Man unterscheidet bei ihm wiederum einen oberen Bereich, der in 1000 Kilometern Tiefe endet, und einen unteren Bereich mit weiteren 2900 Kilometern Tiefe, welcher bis zum flüssigen Erdkern vordringt, wobei die Temperatur nach innen bis hin zum Kern weiter bis auf mehrere tausend (4000-5000) Grad Celsius ansteigt.

Erdkern

Unter dem Erdmantel befindet sich der innerste Bereich unseres Planeten: der mehrere tausend Grad heiße, flüssige, eisenhaltige Kern, welcher nicht einmal zwei Prozent der Erdmasse ausmacht. Es wird angenommen, daß dieser Kern wiederum einen festen Gesteinskern mit einem Durchmesser von ca. 2500 Kilometern umschließt.

Die Entwicklung der Erde

Doch was ist bekannt über die Entstehung und Geschichte unseres Planeten? Zunächst, daß die Atmosphäre, die aus seinem Inneren entwich, ursprünglich einen wesentlich höheren Anteil an Kohlendioxid und gleichzeitig weniger Sauerstoff hatte. Höhere Lebensformen konnten unter diesen Voraussetzungen noch nicht existieren.

Doch mit den ersten Algen im Meer und schließlich den ersten Pflanzen an Land, die vor ca. 430 Millionen Jahren wuchsen, kam der Sauerstoff - die Grundlage unseres Lebens, freigesetzt durch Photosynthese.

Dennoch war es bis zum Menschen noch ein weiter Weg, unterbrochen durch mehrere, heute nicht genau geklärte Katastrophen: Dinosaurier verschwanden auf einen "Schlag" (vermutlich durch einen Meteoriteneinschlag), und Eiszeiten stellten sich ein.

Erdatmospähre

Die atmosphärische Hülle, die unseren Planeten umgibt, weist eine spezielle Zusammensetzung von Temperatur und Dichte auf, die Voraussetzung allen uns bekannten Lebens ist. Sie schützt vor der intensiven elektromagnetischen Strahlung aus dem Weltall. Die abschirmende Lufthülle besteht größtenteils aus Sauerstoff und Stickstoff im Verhältnis 1:3. Daneben finden sich sehr geringe Anteile von Argon, Neon, Helium, Krypton, Xenox, Kohlenoxid, Wasserstoff und dem höher gelegenen Ozon. All diese Stoffe verteilen sich in fünf Schichten der Lufthülle: Troposphäre (der etwa zehn bis 15 Kilometer breite Bereich der Lufthülle, in dem sich meteorologische Ereignisse wie Regen, Hagel und Gewitter abspielen), Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und schließlich die Exosphäre - der Weltraum, der ab etwa tausend Kilometern Entfernung beginnt. Der Wechsel  zwischen diese Lufthüllen-Schichten ist gekennzeichnet durch stark abfallende Temperaturen (bis auf -100° C) und stetig sinkende Druckverhältnisse. Die uns blau erscheinende Farbe des Himmels kommt übrigens durch die unterschiedliche Streuung der Bestandteile des Sonnenlichts zustande: Kurzwellige Strahlen, die sich an den Luftmolekülen zerstreuen, erscheinen im blauen Licht. Die Sonne hält auch die Temperatur der Erdoberfläche konstant und ermöglicht damit Leben: Die Strahlungsenergie, die die Tagseite der Erde empfängt, wird nachts wieder abgestrahlt.

Statistische Daten des Planeten Erde:

• Durchmesser (äquatorial): 12 756 km
• Durchmesser (polar): 12714 km
• Masse: 59,75 x 1023 kg
• Dichte: 5,5 g/cm3
• Rotationszeit: 23h 56min 4s
• Achsenneigung: 23° 27'
• Bahnneigung: 0°
• Mittlerer Sonnenabstand ca. 150 Mio. km
• Mittlere Oberflächentemperatur: -51° C bis + 58° C
• Mittlere Bahngeschwindigkeit: 29,79 km/s
• Umlaufzeit (= 1 Jahr): 365, 24 Tage
• Atmosphäre Stickstoff, Sauerstoff
• Anzahl der Monde 1