Merkmale der Erde als Planet: Aufbau, Atmosphäre und Klima

Merkmale der Erde als Planet

Entstehung und physikalische Eigenschaften

Entstehung: Die Erde entstand vor etwa 4,6 Milliarden Jahren durch die Agglomeration von Materie unter dem Einfluss der Gravitationskraft.

Masse: Die Masse beträgt ca. 5.976 Trillionen Tonnen (geschätzt mithilfe der Formel der universellen Gravitation und der Erdbeschleunigung).

Dichteschichtung: Die Gravitationskraft beeinflusst die Anordnung der Materialien entsprechend ihrer Dichte (weniger dicht oben, dichter unten). Auf der Erde sind Luft, Wasser und Gesteine entsprechend dieser Schichtung angeordnet.

Der Treibhauseffekt

Die sichtbare Sonnenstrahlung dringt in die Atmosphäre ein und erwärmt die Erdoberfläche. Die Erde strahlt Wärme als Infrarotstrahlung ab. Ein Teil dieser Strahlung entweicht in den Weltraum, ein Teil wird jedoch von der Atmosphäre absorbiert und zur Oberfläche zurückgestrahlt.

Steigt die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre, erhöht sich die Temperatur der Erdoberfläche, die Ozeane erwärmen sich, der Wasserdampfgehalt steigt und der Effekt wird dadurch verstärkt.

Schichten der Atmosphäre

Die Atmosphäre gliedert sich in mehrere Schichten, die sich durch Temperaturverlauf und Zusammensetzung unterscheiden:

Troposphäre

• Dies ist die unterste Schicht, die in direktem Kontakt mit der Erdoberfläche steht.
• Ihre Dicke variiert zwischen 8 km an den Polen und 16 km am Äquator.
• Die Temperatur nimmt mit der Höhe ab (ca. 0,65 °C pro 100 m).
• Hier finden die meisten meteorologischen Prozesse statt und der natürliche Treibhauseffekt wirkt.

Stratosphäre

• Diese Schicht reicht bis zu 50 km Höhe.
• Die Temperatur bleibt zunächst konstant und steigt dann mit der Höhe an.
• Hier befindet sich die Ozonschicht, die ultraviolette (UV-)Strahlung der Sonne filtert, welche für Lebewesen sehr schädlich ist.
• Aufgrund dieser Absorption steigt die Temperatur in der oberen Stratosphäre.

Mesosphäre

• Sie hat eine Dicke von etwa 40 km.
• Die Temperatur sinkt bis zur Obergrenze auf etwa -77 °C.
• Sie enthält weder Ozon noch Wasserdampf, aber große Mengen an Eis und Staub.
• In dieser Schicht verglühen Meteoriten, die auf die Erde treffen, und bilden sogenannte Sternschnuppen.

Thermosphäre (Ionosphäre)

• Diese Schicht erstreckt sich bis zu 500 km Höhe.
• Hier werden Gase durch die Absorption der Sonnenstrahlung in Ionen umgewandelt (Ionosphäre).
• Diese Ionisierung ermöglicht die Übertragung von Radiowellen über die gekrümmte Erdoberfläche, da das ionisierte Gas als Reflektor für bestimmte Wellenlängen dient.
• In dieser Schicht treten Radiowellenreflexionen und Polarlichter auf, ein Phänomen, das nur in der Nähe der Pole sichtbar ist.

Wichtige Funktionen der Atmosphäre

1. Durch den Treibhauseffekt reguliert sie die Temperatur der Erde und hält sie bei einem Durchschnittswert von etwa 15 °C.
2. Die oberen Schichten absorbieren kurzwellige Strahlung (z. B. Röntgen- und Gammastrahlen), und die Ozonschicht absorbiert UV-Strahlung, wodurch Lebewesen geschützt werden.
3. In Wechselwirkung mit der Hydrosphäre bildet die Atmosphäre den Wasserkreislauf und bestimmt das Klima. Die Interaktion dieser Systeme mit der Erdoberfläche führt zu Prozessen wie Verwitterung, Erosion und Sedimentation.