jorden

jorden ${\displaystyle <span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\oplus </span></span>}${\ displaystyle \ oplus}
Blue Marble , et billede af Jorden fra Apollo 17 den 7. december 1972
Egenskaber af det kredsløb [1]
Stor halvakse	1 AE (149,6 millioner km)
Perihelion - aphelion	0,983-1,017 AU
excentricitet	0,0167
Hældning af kredsløbsplanet	0,0001 °
Sidereal orbital periode	365,256 d
Gennemsnitlig omløbshastighed	29,78 km / s
Fysiske egenskaber [1] [2]
Ækvatorial diameter *	12.756,27 km
Stangdiameter *	12.713,50 km
Dimensioner	5,9724 x 10 24 kg
Medium densitet	5,514 g / cm3
Gravitationsacceleration *	(9,790-9,832) m / s 2
Undslippe hastighed	11,186 km / s
Rotationsperiode	23 timer 56 min. 4 sek
Hældning af rotationsaksen	23,44 °
Geometrisk albedo	0,434
Atmosfærens egenskaber
Tryk *	1.014 bar
Temperatur * Min. - Medium - Maks.	184 K (−89 ° C ) 288 K (+15 ° C) 330 K (+57 ° C)
Hovedingredienser Kvælstof : 78,08% Oxygen : 20,95% Argon : 0,93% Kuldioxid : 0,042% [3] Neon : 0,002%
* baseret på planetens nul -niveau
Andre
Måner	måne
Fra venstre til højre: størrelses sammenligning mellem solkanten , Merkur , Venus , Jorden, Mars , Jupiter , Saturn , Uranus og Neptun (fotomontage i sand målestok af størrelserne, men ikke afstandene)

Jorden er den tætteste , femte største og solens tredje nærmeste planet i solsystemet . Det er oprindelsesstedet og hjemstedet for alle kendte levende ting . Dens diameter er mere end 12.700 kilometer og dens alder omkring 4,6 milliarder år. Udtrykket " jordlignende planeter " blev opfundet i henhold til deres dominerende geokemiske egenskaber. Jordens astronomiske symbol er eller . ^[4]

Da omkring to tredjedele af jordens overflade består af vand og derfor fremstår jorden overvejende blå, når den ses fra rummet , kaldes den også den blå planet . Det omtales også metaforisk som " rumskibsjorden ".

Som grundlaget for menneskelig eksistens spiller jorden en fremtrædende rolle i alle religioner som en hellig helhed ; i flere etniske , folkelige og historiske religioner enten som en guddommeliggørelse af en " moder jord " eller som en personificeret jordgudinde . ^[5]

etymologi

Den fælles germansk navneord jord i middelhøjtysk , i oldhøjtysk Erda baseret med sproglige slægtskab i andre indoeuropæiske sprog på rentable. ^[6]

Kredsløb

Ifølge Keplers første lov bevæger jorden sig i en elliptisk bane rundt om solen. Solen er i et af ellipsens fokuspunkter . Ellipsens hovedakse forbinder kredsløbets punkt længst fra og tættest på solen. De to punkter kaldes aphelion og perihelion . Middelværdien af ​​aphelion- og perihelionafstanden er længden af ​​ellipsens halvstore akse og er omkring 149,6 millioner km. Denne længde definerede oprindeligt den astronomiske enhed (AU), som hovedsageligt bruges som en astronomisk længdeenhed til afstande inden for solsystemet.

Aphelion er 1.017 AU (152,1 millioner km) og perihelion er 0,983 AU (147,1 millioner km). Ellipsen har således en excentricitet på 0,0167. Passagen af ​​aphelion sker omkring 5. juli og passage af perihelion omkring 3. januar. Jorden kredser om solen på 365 dage, 6 timer, 9 minutter og 9,54 sekunder; denne periode kaldes også det sideriske år . Det sideriske år er 20 minutter og 24 sekunder længere end det tropiske år, som kalenderberegningens civile år er baseret på. Jordens omløbshastighed er i gennemsnit 29,78 km / s, i perihelion 30,29 km / s og i aphelion 29,29 km / s; således dækker jorden en afstand længden af ​​dens diameter på godt syv minutter.

Jordens kredsløb er i gennemsnit 0,28 AU (41,44 millioner km) fra Venus ' indre nabobane og i gennemsnit 0,52 AU (78,32 millioner km) fra Mars' ydre nabobane . I gennemsnit er Merkur imidlertid tættest på Jorden (1.039 AU). ^[7] Der er flere koordinerede objekter på jordens bane, for flere detaljer se: Jordens bane .

Jorden kredser om solens prograd , det vil sige i solens rotationsretning , der er mod uret set fra nordpolen af ​​jordens kredsløbsplan.

Planen i jordens kredsløb kaldes ekliptik . Ekliptikken hælder godt 7 ° til solens ækvatoriale plan. Den nordlige solpol vender stærkt mod jorden mod begyndelsen af ​​september, den sydlige solpol mod begyndelsen af ​​marts. Jorden er kun kortvarigt i solekvatorialplanet omkring 6. juni og 8. december.

rotation

Sidereal dag (1-2) og solrig dag (1-3)

Jordens rotation som animation

Jorden roterer i en progressiv østlig retning en gang omkring sin akse i forhold til de faste stjerner på 23 timer, 56 minutter og 4,09 sekunder. Dette tidsrum kaldes en siderisk dag , analog med det sideriske år. Fordi jorden også kredser om solen på en prograd måde og derfor er lidt anderledes end solen den næste dag (se figur til højre), er en siderisk dag lidt kortere end en soldag , som er defineret som tidsrummet mellem to højder af solen (middag) og i 24 timer er delt.

Et punkt på jordens ækvator har en hastighed på 464 m / s eller 1670 km / t på grund af sin egen rotation . Dette forårsager en centrifugalkraft, der flader figuren af ​​jorden lidt ud ved polerne og deformerer den til en ækvatorial bule ved ækvator . I forhold til en kugle med samme volumen er ækvatorialradius derfor 7 kilometer større og polradius 14 kilometer mindre. Ækvatorialdiameteren er omkring 43 km større end den fra pol til pol. Derfor er Chimborazo -topmødet på grund af sin nærhed til ækvator det punkt på jordoverfladen, der er længst fra midten af ​​jorden.

Jordens rotationsakse er skråt 23 ° 26 ′ til ekliptikkens lodrette akse, hvilket betyder, at den nordlige og den sydlige halvkugle belyses forskelligt af solen på forskellige punkter på jordens bane, hvilket fører til årstiderne, der kendetegner jordens klima. Aksens hældningsretning for den nordlige halvkugle falder i øjeblikket inden for ekliptisk længdegrad af stjernebilledet Tyren . Der, set fra jorden, står solen den 21. juni ved sommersolhverv . Da jorden to uger senere undergår aphelion, falder sommeren på den nordlige halvkugle i sin bane langt fra solen.

Præcession og nutation

Presession bevægelse af jordens akse

Afspil mediefil

Udarbejdelse af satellitbilleder af jorden taget i 2012. (i HD)

Ved jordens ækvatoriale bule genererer månens og solens tidevandskræfter et drejningsmoment, der forsøger at rette op på jordaksen og få den til at dreje. Dette kaldes lunisolar recession . Som et resultat afslutter jordaksen en keglebane i 25.700 til 25.800 år. Med denne cyklus af presession skifter årstiderne. Desuden forårsager månen en "nikkende" bevægelse af jordens akse, som er kendt som nutation , på grund af sin egen kredsløbs prækessionelle bevægelse med en periode på 18,6 år. Samtidig stabiliserer månen hældningen af ​​jordaksen, som uden den ville tumle op til en hældning på 85 ° på grund af planternes tyngdekraft. ^[8] Se månens sektion for detaljer.

Rotationens varighed og tidevandskræfter

På jorden forårsager tyngdekraften af månen og solen tidevandet ved havets ebbe og strøm . Solens andel er omkring halvdelen af ​​månens. Tidevandet hæver og sænker også landmasserne med cirka en halv meter. Tidevandet forårsager tidevandsfriktion , som bremser jordens rotation og derved forlænger dagene med cirka 20 mikrosekunder om året. Jordens rotationsenergi omdannes til varme, og vinkelmomentet overføres til månen, der bevæger sig væk fra jorden med omkring fire centimeter om året. Denne lange formodede effekt er blevet sikret ved laserafstandsmålinger siden 1995. Hvis denne deceleration ekstrapoleres ind i fremtiden, vil jorden en dag altid vende den samme side til månen, hvorved en dag på jorden så ville være omkring 47 gange så lang som den er i dag. Således er jorden underlagt den samme effekt, der allerede førte til månens bundne rotation (korotation) .

For detaljer se: Langsigtede ændringer i Jordens rotation og tidevand

Sammenligning af afstandene fra Jorden, Venus og Merkur til Solen:

Fra venstre til højre: Afstandsforhold mellem Solen, Merkur, Venus og Jorden med deres kredsløbsområder. Afstandene og solens diameter er målestok, planeternes diametre er standardiseret og stærkt forstørret.

konstruktion

Med sin geokemiske struktur, jorden definerer klassen af jord-lignende planeter (også kaldet jord-lignende, terrestriske planeter eller rock-planeter). Jorden er den største af de fire jordlignende planeter i solsystemet .

intern struktur

Jorden består af jern (32,1%), ilt (30,1%), silicium (15,1%), magnesium (13,9%), svovl (2,9%), nikkel (1, 8%), calcium (1,5%) og aluminium (1,4%). De resterende 1,2% deler spor af andre elementer .

Ifølge seismiske målinger består jorden af ​​tre skaller: jordens kerne, jordens kappe og jordskorpen. Disse skaller adskilles fra hinanden af ​​seismiske diskontinuitetsoverflader (diskontinuitetsflader). Jordskorpen og den øverste del af den øvre kappe danner tilsammen litosfæren . Den er mellem 50 og 100 km tyk og består af store og små tektoniske plader.

En tredimensionel model af jorden kaldes ligesom alle nedskalerede kopier af kosmiske legemer en globus .

• 

  Jordens skalstruktur

• 

  Tredimensionel repræsentation

overflade

Landhalvkugle

Vandhalvkugle

Nordlige halvkugle

Sydlige halvkugle

På grund af rotationens centrifugalkraft er den ækvatoriale omkreds med 40.075.017 km 67.154 km (0.17%) større end den polære omkreds (meridianomkrets) med 40.007.863 km (baseret på den geodetiske reference ellipsoid fra 1980 ). Polens diameter på 12.713.504 km er følgelig 42.816 km eller 0.34% mindre end ækvatorial diameter på 12.756.320 km (baseret på reference -ellipsoiden; de faktiske tal adskiller sig fra dette). Forskellene i omfang bidrager til, at der ikke klart er det højeste bjerg på jorden. Ifølge højden over havets overflade er det Mount Everest i Himalaya og i henhold til topmødets afstand fra midten af ​​jorden, det vulkanske bjerg Chimborazo i Andesbjergene, der står på ækvatorialbølgen. Målt fra sin egen base er Mauna Kea højest på den store vulkanske hawaiiske ø, der stiger fra Stillehavets havbund.

Jordens overflade er omkring 510 millioner km². Det kan opdeles i to forskellige halvkugler: en jord halvkugle og en vand halvkugle . Landhalvkuglen omfatter størstedelen af ​​landarealet og består af næsten halvdelen med 47% jord. Området på vandhalvkuglen indeholder kun 11% land og domineres af oceaner.

37,4% af jordens jordoverflade ligger mellem 1000 og 2000 m over havets overflade . ^[10] Disse er høje lave bjergkæder , høje bjerge og plateauer . Hvis man ser på jordens overflades ujævnheder i global skala , ser de ret små ud. Mount Everests højde ville svare til en højde på kun omkring 0,15 mm på en globus på størrelse med en fodbold. ^[11]

Jorden er den eneste planet i solsystemet, der har flydende vand på overfladen. Havene indeholder 96,5% af det samlede vand på jorden. Havvandet indeholder i gennemsnit 3,5% salt.

I den nuværende geologiske epoke har vandoverfladen en samlet andel på 70,7% af jordens overflade. De resterende 29,3%, landarealet , er hovedsageligt på syv kontinenter; i størrelsesordenen: Asien , Afrika , Nordamerika, Sydamerika , Antarktis , Europa og Australien (inden for pladetektonik, dog som den store vestlige halvø på Eurasien , har Europa sandsynligvis aldrig været en selvstændig enhed ). Området ved verdenshavet er stort set opdelt i tre oceaner, herunder de mindre hav : Stillehavet , Atlanterhavet og Ind . Havets dybeste punkt, Vitja Deep 1 , er i Mariana -grøften, 11.034 m under havets overflade. Den gennemsnitlige havdybde er 3.800 m, hvilket er cirka fem gange den gennemsnitlige højde på kontinenterne ved 800 m (se hypsografisk kurve ).

pladetektonik

Antallet og rækkefølgen af ​​de største plader svarer nogenlunde til dem på de kontinenter, de understøtter, med undtagelse af Stillehavspladen. Ifølge platetektonik bevæger alle disse plader sig i forhold til hinanden på de delvist smeltede, viskøse klipper i den øvre kappe, den 100 til 150 km tykke asthenosfære .

Magnetfelt

Magnetfeltet omkring jorden genereres af en geodynamo . Feltet ligner en magnetisk dipol nær jordens overflade. Den magnetiske feltlinier udgang på den sydlige halvkugle og genindtaste jorden gennem den nordlige halvkugle. Magnetfeltet deformeres i jordens kappe. Magnetfeltet komprimeres af solvinden uden for jordens atmosfære.

Jordens magnetiske poler falder ikke ligefrem sammen med de geografiske poler . Magnetfeltets akse var skråtstillet med cirka 11,5 ° i forhold til jordaksen i 2007.

atmosfæren

Dette kredsløbssyn viser fuldmåne, som delvist er tilsløret af jordens atmosfære. NASA billede.

Jordens atmosfære ændrer sig konstant til rummet , så den ikke er skarpt afgrænset øverst. Deres masse er omkring 5,13 × 10 ¹⁸ kg og udgør således næsten en milliondel af jordens masse. I atmosfæren ved havets overflade er det gennemsnitlige lufttryk under standardbetingelser 1013,25 hPa . Atmosfæren på jorden består hovedsageligt af 78% volumen nitrogen , 21% volumen oxygen og 1% volumen ædelgasser , overvejende argon . Derudover er der 0,4 volumenprocent vanddamp i hele jordens atmosfære. Andelen af ​​kuldioxid, som er vigtig for drivhuseffekten , er steget på grund af menneskelig indflydelse og er i øjeblikket omkring 0,04 volumenprocent. ^[12]

De ekstreme temperaturer målt meteorologisk på Jorden er −89,2 ° C (målt den 21. juli 1983 i 3420 meters højde i Vostok -stationen i Antarktis ) og 56,7 ° C (målt den 10. juli 1913 i Death Valley 54 meter under havniveau ) ^[13] . Middeltemperaturen nær jorden er 15 ° C. Ved denne temperatur er lydhastigheden i luften ved havets overflade 340 m / s.

Jordens atmosfære spreder den korte bølge, blå spektrale komponent i sollys omkring fem gange mere end langbølgen, rød, og farver dermed himlen blå, når solen står højt. Overfladen på havene og oceanerne fremstår også blå fra rummet, hvorfor jorden også er blevet kaldt den ”blå planet” siden begyndelsen af ​​rumrejser. Denne effekt skyldes imidlertid den stærkere absorption af rødt lys i selve vandet. Refleksionen af ​​den blå himmel på overfladen af ​​vandet er kun af sekundær betydning.

klima

Klima- og vegetationszoner

Jordens klimabælte

Økologiske zoner på jorden ifølge Schultz

Jorden er opdelt i klimazoner baseret på solstrålingens intensitet, som strækker sig fra nordpolen til ækvator - og på den sydlige halvkugle er spejlbilleder. Klimaerne former vegetationen , der på samme måde er opdelt i forskellige zoner biogeografiske modeller .

Jo længere en klimazone er fra ækvator og det nærmeste hav, jo mere svinger temperaturerne mellem årstiderne.

Polar zone

Polarregionerne ligger på polerne. Mod nord ligger inden for Arctic Circle og omfatter Arktis , i hvis centrum ligger Arktiske Ocean . Den sydlige del er derfor inden for polarcirklen og omfatter Antarktis , som det meste af kontinentet Antarktis tilhører.

Polarregionerne er kendetegnet ved et koldt klima med masser af sne og is, polarlys samt polardag med midnatssolen og polarnatten , som begge kan vare op til seks måneder.

Vegetationen af ​​de polære og subpolære økozoner spænder fra de kolde ørkener (der kun har små ø-lignende planteforekomster med meget få overfladiske arter) til træløse, græs, buske og mosdækkede tundraer .

Tempereret zone

Den tempererede klimazone strækker sig fra polcirklerne til den førtiende breddegrad og er opdelt i en kold og kølig tempereret zone . I denne zone er sæsonerne meget forskellige, men dette falder noget mod ækvator . Et andet træk er forskellene i længder af dag og nat, som varierer meget afhængigt af sæsonen. Disse forskelle stiger mere og mere mod polen.

Vegetationen består af skove ( boreale nåleskove i den nordlige del af den nordlige halvkugle, nemoral eller australske blandede og løvskove i de fugtige mellemste breddegrader på de områder tættere på ækvator) samt græs stepper og kold vinter semi- ørkener og ørkener ( prærier og stort bassin i Nordamerika; eurasisk steppe og ørkener i Centralasien , pampas og patagoniske tørstepper ).

subtropiske

Subtropen (delvist også varm-tempereret klimazone ) ligger på geografisk breddegrad mellem troperne i ækvatorretning og de tempererede zoner i polernes retning, cirka mellem 25 ° og 40 ° nordlig eller sydlig breddegrad. I subtroperne dominerer tropiske somre og ikke-tropiske vintre. Subtroperne kan yderligere opdeles i tørt, vinterfugtigt, sommerfugtigt og altid fugtigt subtropisk.

Et subtropisk klima er bredt defineret som at have en middeltemperatur på året over 20 grader Celsius og en middeltemperatur i den koldeste måned på under 20 grader.

Forskellene mellem længderne af dag og nat er relativt små.

Vegetationen omfatter hovedsageligt tørre åbne landskaber ( varme halvørkener og ørkener som Sahara og de australske ørkener ), men også skovområder ( lette hårdttræsskove i vinterfugtige "middelhavsklimaer" og tætte laurbærskove i de evigt fugtige subtropik ).

Troperne

Troperne ligger mellem de nordlige og sydlige troper . I troperne er dag og nat altid nogenlunde samme længde (mellem 10,5 og 13,5 timer).

Troperne kan opdeles i de altid fugtige og skiftevis fugtige troper. Kun de fugtige troper har to klimatisk forskellige årstider: tørre og regntider.

Med hensyn til vegetation er troperne opdelt i de sommerfugtige, tørre og fugtige savanner og regnskovene i de stadigt fugtige troper ( Amazonasbassinet , Congo Basin , Malay Archipelago og New Guinea ). Den største mangfoldighed af arter og biodiversitet på jorden er koncentreret i troperne.

Årstider

Hældningen af ​​jordaksen

Årstiderne er primært forårsaget af stråling fra solen og kan derfor karakteriseres af udsving i temperatur og / eller mængden af ​​nedbør. I den tempererede zone forstås dette normalt som ændringen i daglige høje eller lave temperaturer. I subtroperne og i større omfang i troperne er disse temperaturforskelle overlejret med udsving i det månedlige gennemsnit for nedbør, og deres opfattelighed reduceres.

Forskellene stammer fra ækvatorens hældning mod ekliptikken . Som et resultat bevæger solens zenit sig frem og tilbage mellem de nordlige og sydlige troper (heraf navnet på troperne). Ud over den forskellige bestråling resulterer dette også i forskellene i længderne af dag og nat, som varierer meget afhængigt af sæsonen. Disse forskelle stiger mere og mere mod polen.

Vandreturen finder sted årligt som følger:

• 21. december (vintersolhverv): Solen er over Stenbukken (Stenbukken). Årets korteste dag er nu på den nordlige halvkugle og den længste dag på den sydlige halvkugle. Den astronomiske vinter begynder. På den nordlige halvkugle når middel (daglig eller månedlig) temperatur sit laveste punkt med en vis forsinkelse på grund af den nu lave solstråling. På Nordpolen er midten af ​​polarnatten og på Sydpolen er midten af ​​polardagen.
• 19.-21. marts: Jævndøgn: Foråret begynder astronomisk i nord og efterår i syd. Solen er på niveau med ækvator.
• 21. juni (sommersolhverv): Solen er over Kræftens Trope (Kræftens Trope). Længste dag i nord og korteste dag i syd. Den astronomiske sommer begynder på den nordlige halvkugle, og den astronomiske vinter begynder på den sydlige halvkugle. På den nordlige halvkugle når den gennemsnitlige daglige eller månedlige temperatur sit højeste punkt med en vis forsinkelse på grund af den højere solstråling der. På Nordpolen er midten af ​​polardagen og på Sydpolen er midten af ​​polarnatten.
• 22. eller 23. september: Jævndøgn: astronomisk begynder efteråret i nord, forår i syd. Solen er tilbage ved ækvator.

Afvigende fra dette, i meteorologien sættes sæsonens begyndelse frem til begyndelsen af ​​måneden (1. december, 1. marts osv.).

Global energibalance

Jordens energibalance bestemmes i det væsentlige af strålingen fra solen og strålingen fra jordens overflade eller atmosfære, det vil sige af jordens strålingsbalance . De resterende bidrag på i alt omkring 0,02% er et godt stykke under solkonstanternes målenøjagtighed og deres udsving i løbet af en solpletcyklus .

Det geotermiske energibidrag, der genereres ved radioaktivt henfald, tegner sig for omkring 0,013%, omkring 0,007% stammer fra menneskelig brug af fossile og nukleare brændstoffer, og omkring 0,002% er forårsaget af tidevandsfriktion .

Jorden har en geometrisk albedo på i gennemsnit 0,367, hvor en betydelig andel skyldes skyerne i jordens atmosfære. Dette fører til en global effektiv temperatur på 246 K (-27 ° C). På grund af en stærk atmosfærisk drivhuseffekt eller modstråling er gennemsnitstemperaturen på jorden omkring 288 K (15 ° C), hvor drivhusgasserne vand og kuldioxid yder det største bidrag.

Indflydelse af mennesket

Jordens overflade om dagen (fotomontage).	Jordens overflade om natten (fotomontage).
Med ispanser (fotomontage)	Med ispanser og skyer (fotomontage)

Samspillet mellem levende væsener og klimaet er nu nået et nyt niveau på grund af den stigende indflydelse fra mennesker. Mens omkring 1,8 milliarder mennesker befolkede jorden i 1920, var jordens befolkning vokset til knap 6,7 milliarder i 2008. Der forventes stadig hurtig befolkningstilvækst i udviklingslande i en overskuelig fremtid, mens befolkningen i mange højt udviklede lande stagnerer eller vokser kun meget langsomt, men deres industrielle indflydelse på naturen fortsætter med at vokse. Ifølge en ekspertprognose fra FN fra februar 2005 skulle jordens befolkning vokse til 7 milliarder i 2013 og til 9,1 milliarder i 2050.

Da mange mennesker stræber efter en højere levestandard , forbruger de mere, hvilket dog bruger mere energi . ^[14] Det meste af energien kommer fra afbrænding af fossile brændstoffer , så kuldioxidindholdet i atmosfæren stiger. Da kuldioxid er en af ​​de vigtigste drivhusgasser, har dette ført til menneskeskabte klimaændringer , som ifølge de fleste eksperter vil øge den globale gennemsnitstemperatur markant. Konsekvenserne af denne proces vil have en betydelig indvirkning på klimaet, havene , vegetationen , dyrelivet og mennesker. De primære konsekvenser er hyppigere og intensiverede vejrhændelser , et stigende havniveau som følge af indsmeltning af indlandsis og vandets termiske ekspansion samt en forskydning af klima- og vegetationszonerne mod nord. Hvis den internationale klimabeskyttelsesindsats er for mislykket, kan der opstå et scenario med uoverskuelige risici for jorden, som også i medierne omtales som en " klimakatastrofe ".

Mond

Erdaufgang im Orbit um den Mond ( Apollo 8 )

Der Mond umkreist die Erde als natürlicher Satellit . Das Verhältnis des Durchmessers des Mondes zu seinem Planeten von 0,273 (mittlerer Monddurchmesser 3.476 km zu mittlerem Erddurchmesser 12.742 km) ist deutlich größer als bei den natürlichen Satelliten der anderen Planeten.

Der Mond entstand nach heutigem Wissen, nachdem die Proto-Erde mit der marsgroßen Theia seitlich zusammengestoßen war. ^[15]

Der Mond stabilisiert die Erdachse , deren Neigung mit ± 1,3° um den Mittelwert 23,3° schwankt. Diese Schwankung wäre viel größer, wenn die Präzessionsperiode von etwa 26.000 Jahren in Resonanz mit einer der vielen periodischen Störungen stünde, die von der Gravitation der anderen Planeten stammen und die Erdbahn beeinflusst. Gegenwärtig beeinflusst nur eine geringe Störung von Jupiter und Saturn mit einer Periode von 25.760 Jahren die Erde, ist aber zu schwach, um viel zu verändern. Die Neigung der Erdachse wäre, wie Simulationen zeigen, im gegenwärtigen Zustand des Sonnensystems instabil, wenn die Neigung im Bereich von etwa 60° bis 90° läge; die tatsächliche Neigung von gut 23° hingegen ist weit genug von starken Resonanzen entfernt und bleibt stabil. ^[16]

Hätte die Erde jedoch keinen Mond, so wäre die Präzessionsperiode etwa dreimal so groß, weil der Mond etwa zwei Drittel der Präzessionsgeschwindigkeit verursacht und ohne ihn nur das Drittel der Sonne übrigbliebe. Diese deutlich längere Präzessionsperiode läge nahe vielen Störungen, von denen die stärksten mit Perioden von 68.750, 73.000 und 70.800 Jahren erhebliche Resonanzeffekte verursachen würden. Unter diesen Umständen zeigen Rechnungen, dass alle Achsneigungen zwischen 0° und etwa 85° instabil wären. Dabei würde eine typische Schwankung von 0° bis 60° weniger als 2 Millionen Jahre erfordern. ^[16]

Der Mond verhindert diese Resonanzen und stabilisiert so mit seiner relativ großen Masse die Neigung der Erdachse gegen die Ekliptik. Dies stabilisiert auch die Jahreszeiten und schafft so günstige Bedingungen für die Entwicklung des Lebens auf der Erde.

Weitere Begleiter

Hufeisenumlaufbahn von 2002 AA ₂₉ entlang der Erdbahn

Außer dem Mond existieren kleinere erdnahe Objekte : Koorbitale Asteroiden , die zwar nicht die Erde umkreisen, aber in einer 1:1- Bahnresonanz auf einer Hufeisenumlaufbahn um die Sonne kreisen. Beispiele dafür sind der etwa 50 bis 110 Meter große Asteroid 2002 AA ₂₉ und der etwa zehn bis 30 Meter große Asteroid 2003 YN ₁₀₇ .

Auch in bzw. bei den Lagrange-Punkten L ₄ und L ₅ der Erde können sich Begleiter aufhalten, die dann Trojaner heißen. Bislang wurde ein einziger natürlicher Trojaner der Erde entdeckt, der etwa 300 Meter große Asteroid 2010 TK ₇ .

Entstehung der Erde

Die Erde als „blassblauer Punkt“, aufgenommen von der Raumsonde Voyager 1 am 14. Februar 1990 aus einer Entfernung von etwa 40,5 AE (ca. 6 Mrd. km)

Entstehung des Erdkörpers

Die Erde entstand wie die Sonne und ihre anderen Planeten vor etwa 4,6 Milliarden Jahren als sich der Sonnennebel verdichtete. Die Erde wurde, wie heute allgemein angenommen, während der ersten 100 Millionen Jahre intensiv von Asteroiden bombardiert. Heute fallen nur noch wenige Objekte vom Himmel. Dort erscheinen die meisten Objekte als Meteore und sind kleiner als 1 cm. Auf der Erde sind im Gegensatz zum Mond fast alle Einschlagkrater durch geologische Prozesse verschwunden. Die junge Erde erhitzte sich durch die kinetische Energie der Einschläge während des schweren Bombardements und durch die Wärmeproduktion des radioaktiven Zerfalls, bis sie größtenteils aufgeschmolzen war. Danach differenzierte sich gravitativ der Erdkörper in einen Erdkern und einen Erdmantel . Dabei sanken die schwersten Elemente, vor allem Eisen , zum Schwerpunkt der Erde, wobei auch Wärme frei wurde. Leichte Elemente, vor allem Sauerstoff , Silizium und Aluminium , stiegen nach oben und aus ihnen bildeten sich hauptsächlich silikatische Minerale, aus denen auch die Gesteine der Erdkruste bestehen. Da die Erde vorwiegend aus Eisen und Silikaten besteht, hat sie wie alle terrestrischen Planeten eine recht hohe mittlere Dichte von 5,515 g/cm³.

Die Erdoberflächen-Entwicklung im Wechselspiel der geologischen und biologischen Faktoren wird als Erdgeschichte bezeichnet.

Wasser bedeckt etwa 70 % der Erdoberfläche.

Herkunft des Wassers

Woher das Wasser auf der Erde kommt, und insbesondere warum die Erde deutlich mehr Wasser hat als die anderen erdähnlichen Planeten, ist bis heute nicht befriedigend geklärt. Ein Teil des Wassers dürfte als Wasserdampf aus Magma ausgegast sein, also letztlich aus dem Erdinneren kommen. Ob das aber für die heutige Menge an Wasser ausreicht, ist fraglich. Weitere große Anteile könnten von Einschlägen von Kometen , transneptunischen Objekten oder wasserreichen Asteroiden ( Protoplaneten ) aus den äußeren Bereichen des Asteroidengürtels stammen. Wobei Messungen des Isotopen-Verhältnisses von Deuterium zu Protium (D/H-Verhältnis) eher auf Asteroiden deuten, da in Wassereinschlüssen in kohligen Chondriten ähnliche Isotopen-Verhältnisse gefunden wurden wie im Ozeanwasser, wohingegen das Isotopen-Verhältnis von Kometen und transneptunischen Objekten nach bisherigen Messungen nicht mit dem von irdischem Wasser übereinstimmt.

Leben

Stark vereinfachte grafische Darstellung der Geschichte der Erde und des Lebens

Die Erde ist der einzige bekannte Planet, auf dem eine Biosphäre mit Lebensformen existiert. Das Leben begann nach heutigem Wissen möglicherweise bereits relativ schnell nach dem Ende des letzten schweren Bombardements großer Asteroiden: der letzten Phase der Entstehung des Sonnensystems , die von der Erdentstehung von vor etwa 4,6 bis vor etwa 3,9 Milliarden Jahren dauerte. Danach kühlte sich die Erde ab, so dass sich eine stabile Kruste bildete, auf der sich dann Wasser sammeln konnte. Das Leben entwickelte sich, wie Hinweise vermuten lassen, die jedoch nicht von allen Wissenschaftlern anerkannt werden, schon (geologisch) kurze Zeit später:

In 3,85 Milliarden Jahre altem Sedimentgestein aus der Isua-Region im Südwesten Grönlands wurden in den Verhältnissen von Kohlenstoffisotopen Anomalien entdeckt, die auf biologischen Stoffwechsel deuten könnten. Das Gestein kann aber auch statt Sedimentgestein nur stark verändertes Ergussgestein sein, ohne dabei auf Leben zu deuten. Die ältesten direkten, allerdings umstrittenen Hinweise auf Leben sind Strukturen in 3,5 Milliarden Jahre alten Gesteinen der Warrawoona-Gruppe im Nordwesten Australiens und im Barberton- Grünsteingürtel in Südafrika, die als von Cyanobakterien verursacht gedeutet werden. Die ältesten eindeutigen Lebensspuren auf der Erde sind 1,9 Milliarden Jahre alte Fossilien aus der Gunflint-Formation in Ontario, die Bakterien oder Archaeen gewesen sein könnten.

Mit der Erd klimageschichte sind untrennbar die chemische wie die biologische Evolution verknüpft. Obwohl anfangs die Sonne deutlich weniger als heute strahlte (vgl. Paradoxon der schwachen jungen Sonne ), existieren Hinweise auf irdisches Leben, grundsätzlich vergleichbar dem heutigen, „seit es Steine gibt“. ^[17]

Des pflanzlichen Lebens Stoffwechsel, also die Photosynthese , reicherte die Erdatmosphäre mit molekularem Sauerstoff an, so dass sie ihren oxidierenden Charakter bekam. Zudem veränderte die Pflanzendecke merklich die Albedo und damit die Energiebilanz der Erde.

Die Lebensformen auf der Erde entstanden in der permanenten Wechselwirkung zwischen dem Leben und den herrschenden klimatischen, geologischen und hydrologischen Umweltbedingungen und bilden die Biosphäre: eine systemische Ganzheit, die in großflächigen Biomen , Ökosystemen und Biotopen beschrieben wird.

Mensch und Umwelt

Verschiebung der Klimazonen nach dem Worst-Case-Szenario

Auf der Erde existiert seit rund 3 bis 2 Millionen Jahren die Gattung Homo , zu der der seit rund 300.000 Jahren existierende anatomisch moderne Mensch gehört. Die Menschen lebten bis zur Erfindung von Pflanzenbau und Nutztierhaltung im Vorderen Orient (ca. 11.), in China (ca. 8.) und im mexikanischen Tiefland (ca. 6. Jahrtausend v. Chr.) ausschließlich als Jäger und Sammler . Seit dieser neolithischen Revolution verdrängten die vom Menschen gezüchteten Kulturpflanzen und -tiere bei der Ausbreitung der Zivilisationen die Wildpflanzen und -tiere immer mehr. Der Mensch beeinflusst spätestens seit der industriellen Revolution das Erscheinungsbild und die Entwicklung der Erde immer mehr: Große Landflächen wurden in Industrie- und Verkehrsflächen umgewandelt.

Dieser anthropogene Wandel wirkte bereits zu Beginn der Neuzeit in einigen Erdregionen deutlich negativ: So entstand in Mitteleuropa seit dem 16. Jahrhundert eine dramatische Holznot , die eine erhebliche Entwaldung verursachte. Daraus entstanden im 18. und 19. Jahrhundert die ersten größeren Bewegungen in Europa und Nordamerika für Umwelt- und Naturschutz . Umweltverschmutzung und -zerstörung globalen Ausmaßes nahmen im 20. Jahrhundert schnell zu. Die zugrundeliegenden Zusammenhänge zeigte die 1972 erschienene Studie „ Grenzen des Wachstums “ erstmals umfassend auf. Der internationale Umweltschutz- Aktionstag ist seit 1990 der 22. April und heißt Tag der Erde . 1992 kam eine erste „Warnung der Welt-Wissenschaftsgemeinde an die Menschheit“ zur dringenden Reduzierung schädlicher Einflüsse auf die Erde. ^[18]

Das Jahr 2008 wurde von den Vereinten Nationen unter Federführung der UNESCO zum Internationalen Jahr des Planeten Erde (IYPE) erklärt. Diese bislang größte weltweite Initiative in den Geowissenschaften soll die Bedeutung und den Nutzen der modernen Geowissenschaften für die Gesellschaft und für eine nachhaltige Entwicklung verdeutlichen. Zahlreiche Veranstaltungen und interdisziplinäre Projekte auf internationaler und nationaler Ebene erstreckten sich von 2007 bis 2009 über einen Zeitraum von insgesamt drei Jahren. ^[19]

Um die entscheidenden ökologischen Belastungsgrenzen der Erde zu quantifizieren, formulierte 2009 ein 28-köpfiges Wissenschaftlerteam unter Leitung von Johan Rockström (Stockholm Resilience Centre) die Planetary Boundaries : ^[20]

• Verlust der biologischen Vielfalt
• Schwefelemissionen
• Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre
• Ausdünnung der Ozonschicht
• Versauerung der Meere
• Phosphorverlust der Meere
• Intensität der Landnutzung
• Süßwasserressourcen

Menschlicher Einfluss auf die Zukunft

Die nähere Zukunft der Erdoberfläche hängt sehr stark von der Entwicklung des menschlichen Umwelteinflusses ab.

Dazu veröffentlichten 15.372 Wissenschaftler aus 184 Ländern am 13. November 2017 eine „zweite Warnung an die Menschheit“, da es außer beim Schutz der Ozonschicht und den Fischfangquoten keine realen Fortschritte gegeben hat: Fast alle wichtigen ökologischen Kennzahlen haben sich drastisch verschlechtert. Besonders beunruhigend sind die Trends bei der Klimaerwärmung, der Entwaldung , der Zunahme toter Gewässer und der Verringerung der Artenvielfalt. Die Wissenschaftler sehen die Lebensgrundlagen der Menschheit ernsthaft gefährdet und rufen zu kurzfristigen Gegenmaßnahmen auf. ^[18]

Ferne Zukunft und das Ende

Die fernere Zukunft der Erde ist eng an die der Sonne gebunden.

Weiterstrahlen der Sonne

Der Lebenszyklus der Sonne

Im Sonnenkern vermindert die Kernfusion die Teilchenzahl (4 p + 2 e → He ²⁺ ), aber kaum die Masse. Daher wird der Kern langsam schrumpfen und heißer werden. Außerhalb des Kerns wird sich die Sonne ausdehnen, das Material wird durchlässiger für Strahlung, sodass die Leuchtkraft der Sonne etwa um 10 % über die nächsten 1,1 Milliarden Jahre und um 40 % nach 3,5 Milliarden Jahren zunehmen wird. ^[21]

Auswirkungen auf die Erde

Sofern obige Sonnenveränderungen als Haupteinflussfaktor auf die Erde angenommen werden, wird vermutet, dass die Erde noch etwa 500 Millionen Jahre lang ähnlich wie heute belebt bleiben könne. ^[22] Danach, so zeigen Klimamodelle, wird der Treibhauseffekt instabil und höhere Temperatur führt zu mehr Wasserdampf in der Atmosphäre, was wiederum den Treibhauseffekt verstärken wird. ^[23] Der warme Regen wird durch Erosion den anorganischen Kohlenstoffzyklus beschleunigen, wodurch der CO ₂ -Gehalt der Atmosphäre auf etwa 10 ppm in etwa 900 Millionen Jahren (verglichen mit 280 ppm in vorindustrieller Zeit) stark abnehmen wird, sodass mit den Pflanzen auch die Tiere verhungern werden. ^[24] Nach einer weiteren Milliarde Jahren wird das gesamte Oberflächenwasser verschwunden sein ^[25] und die globale Durchschnittstemperatur der Erde +70 °C erreichen. ^[24]

Roter Riese

Die Leuchtkraftzunahme der Sonne wird sich fortsetzen und sich ab etwa sieben Milliarden Jahren deutlich beschleunigen. Die Sonne wird sich als Roter Riese bis an die heutige Erdbahn erstrecken, sodass die Planeten Merkur und Venus abstürzen und verglühen werden. Das wird, anders als zunächst gedacht, auch der Erde passieren. Zwar wird die Sonne als Roter Riese durch starken Sonnenwind etwa 30 % ihrer Masse verlieren, sodass rechnerisch der Erdbahnradius auf 1,7 AE anwachsen wird, ^[21] aber die Erde wird in der nahen, sehr diffusen Sonnenoberfläche eine ihr nachlaufende Gezeitenwelle hervorrufen, die an ihrer Bahnenergie zehren und so die Flucht vereiteln wird. ^{[21] [26]}

Siehe auch

• Erde/Daten und Zahlen
• Position der Erde im Universum
• Liste der Staaten der Erde (Liste aller Länder und Staaten der Erde)
• Envisat (ESA-Umweltsatellit)
• NASA World Wind und Google Earth (Computerprogramme)
• Flache Erde (Historie zur Vorstellung von der Erde als Scheibe)
• Gaia-Hypothese
• Erdsystemwissenschaft

Literatur

• Cesare Emilliani: Planet Earth. Cosmology, Geology, and the Evolution of Live and Environment. Cambridge University Press 1992, ISBN 0-521-40949-7 .
• Kevin W. Kelley (Herausgeber, im Auftrag der Association of Space Explorers ): Der Heimatplanet. Zweitausendeins, Frankfurt am Main 1989. ISBN 3-86150-029-9 .
• JD Macdougall: Eine kurze Geschichte der Erde. Eine Reise durch 5 Milliarden Jahre. Econ Taschenbuchverlag, München 2000, ISBN 3-612-26673-X .
• David Oldroyd: Die Biographie der Erde. Zweitausendeins 1998, ISBN 3-86150-285-2 .
• Karl-August Wirth: Erde . In: Reallexikon zur Deutschen Kunstgeschichte . 5. Band, 1964, Sp. 997–1104.

Weblinks

• Raumfahrer.net Sonderseite: Planet Erde
• Onegeology.org : Geologische Weltkarte
• NASA Earth Observatory
• Solar System Exploration: Earth. In: NASA.gov. Abgerufen am 10. Mai 2020 (englisch).  

Medien

Commons : Erde – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Commons : Weltkarten – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Erde – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Wikiquote: Erde – Zitate

Wikisource: Erde – Quellen und Volltexte

• Wie alt ist die Erde? aus der Fernseh-Sendereihe alpha-Centauri (ca. 15 Minuten). Erstmals ausgestrahlt am 4. Feb. 2001.
• Warum ist die Erde warm? aus der Fernseh-Sendereihe alpha-Centauri (ca. 15 Minuten). Erstmals ausgestrahlt am 14. Apr. 2002.
• Wie schnell entstand die Erde? aus der Fernseh-Sendereihe alpha-Centauri (ca. 15 Minuten). Erstmals ausgestrahlt am 2. Feb. 2005.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} David R. Williams: Earth Fact Sheet. In: NASA.gov. 20. April 2020, abgerufen am 9. Mai 2020 (englisch).  
2. ↑ Solar System Exploration: Planet Compare. In: NASA.gov. Abgerufen am 10. Mai 2020 (englisch).  
3. ↑ Trends in Atmospheric Carbon Dioxide. In: esrl.noaa.gov. NOAA , abgerufen am 10. Mai 2020 (englisch).  
4. ↑ Hans-Ulrich Keller: Kompendium der Astronomie: Einführung in die Wissenschaft vom Universum . Franckh-Kosmos Verlags-GmbH & Co. KG, Stuttgart 2016, ISBN 978-3-440-15215-7 , S.   379 ( eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).  
5. ↑ Wilhelm Kühlmann : Pantheismus I, erschienen in: Horst Balz et al. (Hrsg.): Theologische Realenzyklopädie , Band 25: „Ochino – Parapsychologie“. Walter de Gruyter, Berlin, New York 1995/2000, ISBN 978-3-11-019098-4 . S. 628.
6. ↑ Das Herkunftswörterbuch (= Der Duden in zwölf Bänden . Band   7 ). 5. Auflage. Dudenverlag, Berlin 2014 ( S. 255 ).   Siehe auch DWDS ( „Erde“ ) und Friedrich Kluge : Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache . 7. Auflage. Trübner, Straßburg 1910 ( S. 117 ).  
7. ↑ Tom Stockman, Gabriel Monroe, Samuel Cordner: Venus is not Earth's closest neighbor . In: Physics Today . 12. März 2019, doi : 10.1063/PT.6.3.20190312a (englisch).  
8. ↑ Herbert Cerutti: Was wäre, wenn es den Mond nicht gäbe. In: NZZ Folio . 08/08.
9. ↑ ^{a b} Last of the wild, v2. In: sedac.ciesin.columbia.edu. „Socioeconomic Data and Applications Center“ des „Center for International Earth Science Information Network (CIESIN)“ der Columbia University, New York, abgerufen am 27. Januar 2019 (Prozentwerte der Studie auf Landfläche in km² umgelegt).  
10. ↑ Conradin Burga, Frank Klötzli und Georg Grabherr (Hrsg.): Gebirge der Erde – Landschaft, Klima, Pflanzenwelt. Ulmer, Stuttgart 2004, ISBN 3-8001-4165-5 , S. 21.
11. ↑ Das Verhältnis von 8848 m Berghöhe zu rund 40.000.000 m Erdumfang wie 1:4521 gleicht dem von 0,0151 cm zu rund 68 cm Umfang eines Fußballs .
12. ↑ RF Keeling et al.: Atmospheric CO ₂ concentrations (ppm) derived from in situ air measurements at Mauna Loa, Observatory, Hawaii: Latitude 19.5 N, longitude 155.6 W, elevation 3397 m. In: Scripps CO ₂ Program , Scripps Institution of Oceanography (SIO), University of California, La Jolla (2011).
13. ↑ Global Weather & Climate Extremes auf wmo.asu.edu , abgerufen am 22. Dezember 2013.
14. ↑ Welterschöpfungstag: Der Mensch überfordert die Erde. In: zeit.de. 1. August 2018, abgerufen am 28. Januar 2019 .  
15. ↑ Bestätigt: Mond entstand durch Kollision. In: science.orf.at. Abgerufen am 23. August 2016 .  
16. ↑ ^{a b} Jacques Laskar: Large scale chaos and marginal stability in the solar system . In: Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy . Band   64 , Nr.   1-2 , 1996, ISSN 1572-9478 , S.   115–162 , Abschnitt 3.5: The Chaotic Obliquity of the Planets. , doi : 10.1007/BF00051610 , bibcode : 1996CeMDA..64..115L .  
17. ↑ Veizer, Ján (2005): Celestial Climate Driver: A Perspective from Four Billion Years of the Carbon Cycle , Geoscience Canada, Band 32, Nr. 1, 2005.
18. ↑ ^{a b} William J. Ripple, Christopher Wolf, Thomas M. Newsome, Mauro Galetti, Mohammed Alamgir, Eileen Crist, Mahmoud I. Mahmoud, William F. Laurance und 15.364 Biowissenschaftler aus 184 Ländern: World Scientists' Warning to Humanity: A Second Notice , Zeitschrift: BioScience, Volume 67, Ausgabe 12, 1. Dezember 2017, veröffentlicht am 13. Dezember 2017. Seiten 1026–1028.
19. ↑ Deutsche UNESCO-Kommission eV: Das Internationale Jahr des Planeten Erde 2008 .
20. ↑ Johan Rockström ua: A safe operating space for humanity. In: Nature . 461, 2009, S. 472–475. (24 September 2009)
21. ↑ ^{a b c} I.-J. Sackmann, AI Boothroyd, KE Kraemer: Our Sun. III. Present and Future . In: Astrophysical Journal . 418, 1993, S. 457–468. bibcode : 1993ApJ...418..457S . doi : 10.1086/173407 .
22. ↑ Carl Koppeschaar: ASTRONET. 20. Februar 2000, abgerufen am 26. Dezember 2012 .  
23. ↑ JF Kasting: Runaway and Moist Greenhouse Atmospheres and the Evolution of Earth and Venus . In: Icarus . 74, 1988, S. 472–494. bibcode : 1988Icar...74..472K . doi : 10.1016/0019-1035(88)90116-9 . .
24. ↑ ^{a b} Peter D. Ward und Donald Brownlee: The Life and Death of Planet Earth: How the New Science of Astrobiology Charts the Ultimate Fate of Our World . Times Books, New York 2003, ISBN 0-8050-6781-7 .
25. ↑ Damian Carrington: Date set for desert Earth , BBC News. 21. Februar 2000. Abgerufen am 23. Dezember 2008.  
26. ↑ K.-P. Schröder, Robert Connon Smith: Distant future of the Sun and Earth revisited . In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 386, 2008, S. 155. arxiv : 0801.4031 . doi : 10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x . Siehe auch Jason Palmer: Hope dims that Earth will survive Sun's death. In: newscientist.com. 22. Februar 2008, abgerufen am 22. November 2018 (englisch).  

	Dieser Artikel ist als Audiodatei verfügbar:
	Speichern | Informationen | 41:43 min (20,4 MB)Text der gesprochenen Version (25. August 2013)
	Mehr Informationen zur gesprochenen Wikipedia