Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne aus und der fünftgrößte:
Umlaufbahn: 149.600.000 km (1,00 AE) von der Sonne entfernt Durchmesser: 12.756,3 km Masse: 5,972·1024 kg
Die Erde ist der einzige Planet, dessen englischer Name „Earth“
nicht aus der Griechischen oder Römischen Mythologie stammt.
Der Name kommt aus dem Altenglischen und Germanischen
(zur Entstehung des deutschen Wortes Erde siehe unten).
Es gibt natürlich hunderte anderer Namen für den Planeten in anderen Sprachen.
In der Römischen Mythologie war die Göttin der
Erde Tellus - der fruchtbare Boden (Griechisch: Gaia, Lateinisch: terra mater - Mutter Erde).
Bis in die Zeit von Kopernikus (16. Jahrhundert) wurde die Erde nicht als gewöhnlicher Planet aufgefaßt.
Die Erde kann natürlich ohne Zuhilfenahme von Raumsonden untersucht werden.
Trotzdem hatten wir bis in das zwanzigste Jahrhundert hinein keine Landkarten
von der gesamten Planetenoberfläche. Bilder des Planeten, die aus dem Weltraum
aufgenommen wurden, sind von denkbarer Bedeutung; sie sind zum Beispiel eine
enorme Hilfe bei der Wettervorhersage oder insbesondere bei Verfolgung und
Vorhersage von Stürmen. Und sie sind außerordentlich schön.
Die Erde ist in verschiedene Schichten aufgeteilt, mit eigenen chemischen und
seismischen Eigenschaften (Tiefenangaben in km):
Die Kruste variiert beachtlich in ihrer Stärke, unter den Ozeanen ist sie dünner,
unter den Kontinenten dicker. Der innere Kern und die Kruste sind fest; der äußere
Kern und die Mantelschichten sind verformbar oder halbflüssig. Die verschiedenen
Schichten werden von Diskontinuitäten getrennt, die sich in seismischen
Daten zeigen; die bekannteste ist die Mohorovicic-Diskontinuität zwischen Kruste und oberem Mantel.
Der Großteil der Masse der Erde steckt im Mantel, der Großteil des Rests im Kern;
der Teil, den wir bewohnen, ist ein winziger Bruchteil des Ganzen (die Werte unten in 1024
Kilogramm - das sind eine Million Milliarden Milliarden Tonnen):
Der Kern besteht wahrscheinlich im wesentlichen aus Eisen (oder Nickel/Eisen),
obwohl möglicherweise auch leichtere Elemente auftreten können. Die Temperaturen
im Mittelpunkt des Kerns dürften circa 7.500 K betragen, heißer als an der Oberfläche
der Sonne. Der Untere Mantel besteht wahrscheinlich hauptsächlich aus Silizium,
Magnesium und Sauerstof
f mit etwas Eisen, Kalzium und Aluminium. Der Obere Mantel setzt sich zusammen
aus Olivin und Pyroxenen (Eisen- und Magnesiumsilikaten), Kalzium und Aluminium.
Das meiste davon wissen wir dank seismischer Techniken, Proben des Oberen Mantels
erreichen die Oberfläche in Form von Lava aus Vulkanen, aber der Großteil der Erde ist
unzugänglich. Die Kruste besteht in erster Linie aus Quarz (Siliziumdioxid) und anderen
Silikaten wie Feldspat. Im ganzen gesehen setzt sich die Erde chemisch wie folgt zusammen
(nach Masse):
Die Erde ist der dichteste Hauptkörper im Sonnensystem.
Die anderen terrestrischen Planeten haben wahrscheinlich ähnliche Strukturen
und Zusammensetzungen bei manchen Unterschieden: der Mond besitzt den
kleinsten Kern; Merkur hat einen besonders großen Kern (bezogen auf den Durchmesser);
die Mäntel von Mars und Mond sind viel dicker; Mond und Merkur haben möglicherweise
keine chemisch unterschiedliche Kruste; die Erde könnte der einzige Planet mit
getrenntem Inneren und Äußeren Kernen sein. Man behalte dabei aber immer
im Auge, daß unser Wissen über das Innere der Planeten weitgehend theoretischer Natur ist,
sogar in Bezug auf die Erde.
Im Gegensatz zu den anderen terrestrischen Planeten besitzt die Erde eine Kruste, die
sich in verschiedene feste Platten aufteilt, die unabhängig von einander auf dem heißen
Mantel darunter schwimmen. Die Theorie, die dies beschreibt, nennt sich Plattentektonik.
Sie wird charakterisiert durch zwei wesentliche Prozesse: Ausbreitung und Deckelung (Subduktion).
Ausbreitung tritt auf, wenn zwei Platten von einander wegschwimmen und neue
Kruste aus aufsteigender Magma von unterhalb entsteht. Deckelung zeigt sich, wenn
zwei Platten kollidieren und die Kante der einen unter die andere geschoben wird
und dort im Mantel letztendlich aufgelöst wird. Es gibt auch transversale Bewegungen zwischen
einigen Platten entlang ihrer Kanten (z.B. am San Andreas Graben in Kalifornien) und Kollisionen
zwischen Kontinantalplatten (z.B. Indien/Eurasien). Es gibt (momentan) acht Hauptplatten:
- Die Nordamerikanische Platte - Nordamerika, der westliche Nordatlantik und Grönland
- Die Südamerikanische Platte - Südamerika und der westliche Südatlantik
- Die Antarktische Platte - Die Antarktis und die „südlichen Meere“
- Die Eurasische Platte - Der östliche Nordatlantik, Europa und Asien außer Indien
- Die Afrikanische Platte - Afrika, der östliche Südatlantik und der westliche Indische Ozean
- Die Indo-Australische Platte - Indien, Australien, Neuseeland und der Großteil des Indischen Ozeans
- Die Nazca-Platte - Der östliche Pazifische Ozean bis Südamerika
- Die Pazifische Platte - Der Großteil des Pazifischen Ozeans (mitsamt der Südküste Kaliforniens)
Außerdem gibt es noch zwanzig oder mehr kleinere Platten wie die Arabische, die Kokos- oder die
Philippinische Platte. Häufige Erdbeben sind an den Plattenkanten völlig normal. Eine Aufzeichnung
von ihnen läßt leicht die Plattenkanten erkennen.
Die Erdoberfläche ist sehr jung. In der (nach astronomischen Maßstäben) relativ kurzen
Zeit von etwa 500.000.000 Jahren haben Erosion und tektonische Prozesse einen Großteil
der Erdoberfläche zerstört und wiedererschaffen und dabei fast alle Spuren der frühen geologischen
Oberflächengeschichte eleminiert (wie z.B. Einschlagskrater). So wurden die Spuren der Frühgeschichte
der Erde weitgehend ausgelöscht. Die Erde ist 4,5 bis 4,6 Milliarden Jahre alt, aber die ältesten bekannten
Felsen sind etwa 4 Milliarden Jahre alt, und welche, die
älter sind als 3 Milliarden Jahre, sind schon selten. Die ältesten Fossilien lebender
Organismen sind jünger als 3,9 Milliarden Jahre. So gibt es keine Spuren des entscheidenden
Zeitraums, in dem das Leben auf der Erde entstand.
71 Prozent der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt.
Die Erde ist der einzige Planet, an dessen Oberfläche
Wasser in flüssiger Form bestehen kann (obwohl es auf
Titans Oberfläche flüssige Vorkommen von Ethan oder Methan
geben könnte sowie flüssiges Wasser unter der Oberfläche von Europa).
Flüssiges Wasser ist selbstverständlich Voraussetzung für Leben wie wir es
kennen. Die Wärmespeicherfähigkeit der Ozeane ist ebenfalls
sehr wichtig für die Stabilisierung der Erdtemperatur. Flüssiges Wasser
ist außerdem verantwortlich für die Erosion und die Wetterbildung über den
Kontinenten der Erde, ein Prozeß, der im heutigen Sonnensystem einzigartig ist
(obwohl er in der Vergangenheit auf dem Mars vorgekommen sein mag).
Die Erdatmosphäre besteht heute aus 77% Stickstoff und 21% Sauerstoff mit Spuren
von Argon, Kohlendioxid und Wasser. Der Gehalt an Kohlendioxid war wahrscheinlich höher
in den Zeiten, als die Erde entstand, aber seitdem wurde fast alles in karbonate Felsen
gebunden und zu einem geringeren Teil in den Ozeanen gelöst oder von lebenden Pflanzen
verbraucht.
Die Plattentektonik und biologische Prozesse bewirken heute einen kontinuierlichen Fluß
von Kohlendioxid in diese verschiedenen „Gullis“ und wieder zurück. Der winzige Anteil
Kohlendioxid in der Atmosphäre zu jeder Zeit ist (zusammen mit anderen Faktoren wie
vor allem Wasserdampf) extrem wichtig für die Erhaltung der Oberflächentemperatur der Erde
durch den Treibhauseffekt. Dieser Treibhauseffekt hebt die durchschnittliche
Oberflächentemperatur um ungefähr 35 °C über das Maß hinaus an, das sie ohne diesen Effekt hätte
(von frostigen –21 °C zu angenehmen +14 °C); die Ozeane würden einfrieren und Leben wie wir es kennen wäre
unmöglich.
Aussicht von
Apollo 11
Das Vorkommen freien Sauerstoffs ist aus chemischer Sicht absolut
bemerkenswert. Sauerstoff ist ein sehr aggressives Gas und unter „normalen“
Umständen würde es sich schnell mit anderen Elementen verbinden. Der
Sauerstoff der Erdatmosphäre wird von biologischen Prozessen produziert und
erhalten. Ohne Leben gäbe es keinen ungebundenen Sauerstoff.
Die Wechselwirkung zwischen Erde und Mond bremst die Erdrotation um
ungefähr 2 Millisekunden pro Jahrhundert. Augenblickliche Forschungen
deuten darauf hin, daß es vor circa 900 Millionen Jahren 481 Tage mit jeweils
18 Stunden pro Jahr gab.
Die Erde besitzt ein moderates Magnetfeld, das elektrische Ströme im äußeren
Erdkern induzieren. Das Zusammenspiel aus Sonnenwind, dem Erdmagnetfeld
und der oberen Erdatmosphäre bewirken die Nordlichter (siehe auch das Interplanetare Medium).
Unregelmäßigkeiten in diesen Faktoren bewirken das Wandern der magnetischen Pole relativ zur
Oberfläche; augenblicklich liegt der magnetische Nordpol in Nordkanada. Übringens liegt der „geomagnetische Nordpol“
zur Zeit direkt über dem Südpol.
Das Erdmagnetfeld wirft in Wechselwirkung mit dem Sonnenwind den sogenannten Van-Allen-Gürtel auf,
zwei ringförmige Felder aus ionisierten Gasen (oder Plasma), die in einer Umlaufbahn um die Erde gefangen sind.
Der äußere Gürtel erstreckt sich in einer Höhe von 19.000 bis 41.000 km,
der innere liegt zwischen 13.000 und 7.600 km Höhe.