Die Erde: Aufbau, Entstehung und Schichten

Die Erde

Die Erde ist der dritte Planet im Sonnensystem, etwa 150 Millionen km von der Sonne entfernt. Sie ist keine perfekte Kugel aufgrund ihrer Rotation. Der Äquatorradius ist etwa 21 km größer als der Polradius. Der durchschnittliche Radius beträgt 6368 km. Ihre Masse beträgt ca. 6 x 10²⁴ kg. Die Dichte beträgt 5,5 g/cm³.

Entstehung der Erde

Die Entstehung der Erde ist eng mit der Bildung des Sonnensystems verbunden. Alles begann mit einer Wolke aus Gas und Staub, die durch Material von Supernova-Explosionen angereichert wurde. Eine Störung (möglicherweise durch eine Supernova) führte zu einer Verdichtung dieser Wolke und einer höheren Konzentration von Material an bestimmten Stellen. Die Gravitationskraft begann sofort, auf die Bereiche mit der größten Massenkonzentration zu wirken und zog Staub und Gas an, wodurch die Masse und somit die Gravitationskraft weiter zunahm. Durch diesen Gravitationsprozess zog sich die Wolke (oder ein Teil davon) zusammen und begann zu rotieren. Diese Rotation beschleunigte die Kontraktion. Dieser Prozess führte zur Bildung einer rotierenden Scheibe, aus der sich Ringe abtrennten. Diese Ringe bildeten die Planeten, während der zentrale Teil zur Sonne wurde. Durch Kollisionen und Anziehung erhöhte sich die Temperatur der entstehenden Planeten. Die erste Atmosphäre, bestehend aus H₂, He, NH₃, CH₄ und CO₂, ging aufgrund der hohen Temperatur und des Sonnenwinds verloren.

Innerer Aufbau der Erde

Der innere Aufbau ist gekennzeichnet durch eine schrittweise Zunahme von Temperatur, Druck und Dichte mit zunehmender Tiefe.

• Erdkruste: Die feste äußere Schicht der Erde. Ihre Dicke beträgt durchschnittlich 20 km. Sie wird unterteilt in dünne ozeanische Kruste und dickere kontinentale Kruste.
• Erdmantel: Macht 83% des Erdvolumens aus und ist 2900 km dick. Die Grenze zur Erdkruste wird Mohorovičić-Diskontinuität genannt (ca. 50 km tief). Der Erdmantel wird durch die Asthenosphäre (ca. 100 km Tiefe) in oberen und unteren Erdmantel unterteilt.
• Erdkern: Eine Kugel mit einem Radius von 3486 km, bestehend hauptsächlich aus Eisen und Nickel. Er besteht aus einem äußeren Kern (Radius 2270 km), der flüssig ist, und einem inneren Kern (Radius 1216 km), der sich wie ein Festkörper verhält (basierend auf seismischen Wellen).

Die Hydrosphäre

Die Erde unterscheidet sich von anderen Planeten, da sie Wasser enthält. Die Hydrosphäre ist die gesamte Wassermasse der Erde, die sich ständig bewegt (z. B. Verdunstung von den Ozeanen in die Atmosphäre). Die Ozeane bedecken 71% der Erdoberfläche.

Die Atmosphäre

Sie liefert uns Sauerstoff zum Leben und schützt uns vor der Hitze und UV-Strahlung der Sonne. Ihre Bildung begann vor etwa 4,6 Milliarden Jahren mit der Entstehung der Erde. Die erste Atmosphäre bestand aus CO₂, Stickstoff (N₂), H₂, und CO, aber ohne freien Sauerstoff. Vor etwa 2,5 Milliarden Jahren begann die Photosynthese durch Lebewesen, was zur Anreicherung von Sauerstoff und Ozon führte.

Zusammensetzung der Atmosphäre

• Stickstoff (78%)
• Sauerstoff (20%)
• Argon (0,93%)
• CO₂ (0,033%)

Schichten der Atmosphäre

• Troposphäre (bis ca. 10 km): Temperatur nimmt mit der Höhe ab.
• Stratosphäre (ca. 10-30 km): Temperatur bleibt konstant oder nimmt zu.
• Mesosphäre (ca. 30-80 km): Temperatur nimmt mit der Höhe ab.
• Thermosphäre/Ionosphäre (ab ca. 80 km): Temperatur steigt stark an.

Die Lithosphäre

Die Lithosphäre besteht hauptsächlich aus den Kontinenten und Meeresbecken. Die Küste ist nicht die genaue Grenze zwischen diesen beiden Regionen, da sich unterhalb der Küste seewärts die kontinentale Plattform (Schelf) erstreckt, die aus kontinentalem Material besteht.

Die Ozeane

In den Meeresbecken gibt es prominente Strukturen wie die mittelozeanischen Rücken. Die Hauptelemente im Meerwasser sind Chlor, Natrium, Kalium und Magnesium.