Geologie: Entstehung und Entwicklung der Erde und des Sonnensystems
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Geologie
Die Geologie ist die Wissenschaft, die sich mit der Zusammensetzung, Struktur, Entstehung und Entwicklung des Planeten Erde und anderer Körper im Sonnensystem befasst.
Entstehung des Sonnensystems
Das Sonnensystem hat ein ungefähres Alter von 4,5 Milliarden Jahren und entstand aus einem Nebel. Dieser Nebel bestand aus Staub, Wasserstoff, Helium und anderen chemischen Elementen in geringeren Anteilen.
Die Entstehung des Sonnensystems erfolgte in verschiedenen Phasen:
1. Kondensation
Eine nahe Supernova-Explosion destabilisierte den ursprünglichen Nebel. Die Gravitationskräfte überwanden die Abstoßungskräfte, und die Materie kondensierte. Die Konzentration im Zentrum führte zur Bildung einer Protosonne (primitive Sonne).
2. Akkretion
Die kondensierten Materialien kollidierten und bildeten Planetesimale, aus denen später die Planeten und Monde entstanden.
3. Kernfusion
Die Sonne begann Kernfusionsreaktionen, bei denen Energie freigesetzt wurde. Der entstehende Sonnenwind fegte die Reste von Staub und Gas am Ende der Akkretionsphase fort.
4. Differenzierung
Die verschiedenen Materialien begannen, sich nach ihrer chemischen Struktur zu unterscheiden.
Entstehung der Erde
Die Erde durchlief die gleichen Phasen wie das Sonnensystem und hat ein Alter von 4,5 Milliarden Jahren. Im Laufe dieser Zeit entwickelten sich verschiedene Schichten: die Atmosphäre, die Hydrosphäre und die verschiedenen Schichten des Erdinneren, die je nach Modell benannt werden.
Die Erde hat die Form eines Geoids, eine Erdbeschleunigung von 9,8 m/s², ist zu ¾ mit Wasser bedeckt, hat einen äquatorialen Radius von 6378 km und einen polaren Radius, der 21 km kleiner ist. Sie führt zwei translatorische Bewegungen und eine Rotationsbewegung aus, hat eine Masse von 6 * 1024 kg und eine Durchschnittstemperatur von 15 °C.
Nach ihrer Entstehung hatte die Erde eine Temperatur von 2000 °C aufgrund von Kollisionen mit Planetesimalen und Meteoriten sowie der freigesetzten Energie radioaktiver Elemente.
Die feste Landmasse bestand aus geschmolzenem Gestein (Plutonit), genannt Peridotit, und flüssigem Eisen. Der Peridotit erstarrte, und das Eisen sank in den Kern.
Die hohen Temperaturen führten zur Entgasung des Planeten und zur Bildung der Atmosphäre. Die frühe Atmosphäre bestand aus CO2, H2O, CH4, NH3, Edelgasen sowie H und I (die aufgrund ihres geringen Gewichts verloren gingen). Die heutige Atmosphäre enthält hauptsächlich Stickstoff (78 %), Sauerstoff (20,9 %) und Argon (0,9 %) sowie Spuren von CO2, I, Kr und Xe.