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Die Geburt der Welt ist wohl die seltsamste Geschichte, die erzählt werden kann.
Unser unvorstellbar großes Universum war nämlich einmal zwergenhaft klein.
Alles beginnt vor 13,7 Mrd. Jahren. Ein winziger Punkt von 10hoch-32 cm (das
schwarz
Urknall
0 vor 13,7 Mrd. Jahre
1
Schild „1 nach
32 Nullen“
Mikroskop
ist eine eins nach 32 Nullen) - das ist so klein, dass selbst das beste HightechMikroskop auf der Welt diesen Punkt nicht sichtbar machen könnte - explodiert
Bild „Exotische
mit ungeheurer Energie. Diesen Beginn nennen wir heute Urknall.
Teilchen“
Innerhalb von Bruchteilen von Sekunden werden die Gesetze der Welt, Raum,
die Zeit, die Bausteine der Materie erschaffen.
Kurz nach diesem Urknall schwirren eine Menge exotischer Teilchen im höllisch
heißen Urbrei herum. Dieser fliegt immer weiter mit einer unvorstellbaren
Geschwindigkeit auseinander und kühlt dadurch immer mehr ab.
Nach kurzer Zeit – es ist immer noch keine Sekunde vergangen – zerfallen die
ursprünglichen Teilchen (Inflatonen) in zahlreiche andere Licht- und
grau
Teilchenzoo
10hoch-36
2
Bild „Licht- und
Materieteilchen
Materieteilchen, wobei die meisten uns heute auch noch bekannt sind (Elektron,
Quark, Neutrino, …).
Mit der weiteren Abkühlung des Universums bleiben diese Teilchen aneinander
haften und bilden die späteren Bausteine sämtlicher Atome.
Es gibt aber eine Besonderheit im noch ganz jungen Universum. Neben der uns
Bild „Bildung
von Neutronen
und Protonen“
bekannten Materie wird auch noch die Antimaterie gebildet. Trifft ein
Antimaterieteilchen auf ein Materieteilchen, so vernichten sich beide gegenseitig.
Bild „Kampf der
Kurz nach der Entstehung der Welt droht also alles sich wieder in ein Nichts
zwei Welten“
aufzulösen. Aber auf eine Milliarde Antimaterieteilchen kommen eine Milliarde
und ein Materieteilchen – warum das so war, das weiß bis heute noch niemand.
Das führt aber dazu, dass wie durch ein Wunder, ein kleiner Teil Materie
überlebt.
Nun geschieht lange Zeit nichts Aufregendes mehr. Das All breitet sich weiter
aus und wird kälter und kälter.
ersten Atome. Außerdem wird das Universum endlich durchsichtig, die Strahlung
„Die ersten
Atome“
gelb
Ersten Sterne
Nach 380 000 Jahren entstehen aus den übrig gebliebenen Materieteilchen die
hellgrau
Atome
100 Mio. Jahre
4
380 000 Jahre
3
Bild „Stern-
wird also nicht mehr ständig von den Teilchen gestoppt.
Wieder vergeht viel Zeit, die Atome finden sich zusammen und es bilden sich
Gaswolken. In diesen Wolken ballt sich das Gas zu Kugeln zusammen. Einige
werden größer und dichter und heißer und zünden schließlich. Nach weiteren
100 Millionen Jahren leuchten so in einem nachtschwarzen Universum die
ersten Sterne auf.
entstehung“
Diese ersten extrem großen Sterne leben nicht sonderlich lange und bringen bei
ihrer Explosion neue chemische Elemente hervor. So entstehen kleinere, sehr
langlebige Sterne. Etwa 500 Millionen Jahre nach dem Urknall finden sich diese
Sterne, welche bisher auf recht chaotischen Bahnen kreisten, zu größeren
Sternsystemen zusammen. So bilden sich die ersten Galaxien. Bis heute sind
etwa 100 Milliarden davon entstanden.
Die Galaxien reihen sich wie Perlen auf einem Netz aneinander und finden sich
zu Superhaufen zusammen. Dazwischen liegt dunkle Weite, in der kaum Materie
vorhanden ist.
hellrot
Galaxien
500 Mio. Jahre
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Bild „Galaxien“
Unsere
In so einem Superhaufen befindet sich eine Spiralgalaxie, die so aussieht wie die
Bild „Unsere
vielen anderen und doch etwas Besonderes ist: unsere Milchstraße (ca.600
Milchstraße“
Millionen Jahre nach dem Urknall).
Heimatgalaxie, die
600 Mio. Jahre
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In einer Galaxie wachsen und sterben im Laufe der Jahrmilliarden immer wieder
Sterne. Aus der Asche jedes Sterns wird ein neuer geboren.
Milchstraße
Einer davon ist unsere Sonne. Sie zündet gut neun Milliarden Jahre nach dem Urknall. Bald
rot
Unsere Sonne Die Proto-Planeten mit Proto-Erde
9 Mrd. Jahre
Der Mond
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Bild „Sonne“
nach der Geburt unseres Sterns ballen sich kleinste Materieteilchen, die die Sonne sich nicht
einverleibt hat, zu Staubkörnern, dann zu Gesteinsbröckchen, Felsen und später zu
glutheißen Gebilden zusammen. Die Planeten und damit auch unsere Proto-Erde entstehen.
„Proto-Erde“
Zunächst prallen immer wieder Gesteinsbrocken auf die glutheiße, junge Erde ein. So schlägt
auch ein etwa marsgroßer Himmelskörper mit großer Geschwindigkeit ein. Teile der ProtoErde und des Einschlagkörpers werden ins All geschleudert und sammeln sich in einer Wolke.
So entsteht ein neuer Himmelskörper- der Mond
Die gesamte Oberfläche ist mit glühender Lava überzogen, die erst allmählich zu Gestein
erstarrt. Überall türmen sich Vulkane auf. Unermessliche Regenschwälle strömen herab, die
bald heiße Regenpfützen bilden. Das Wasser steigt, dass der nun gebildete Ozean bald den
gesamten Globus bedeckt. Nur Vulkanberge ragen aus dem Wasser heraus. Der Regen trägt
das Gestein der Vulkane ab, es sammelt sich als Sediment am Fuße der Vulkane. So wird
dieser Teil der Erdkruste dicker, da er aber wegen Hohlräume relativ leicht ist, schiebt er sich
über die Urkruste. Der untere Teil dieser Schicht schmilzt und kommt als Magma nach oben,
wo er zu Granit erstarrt. Die Kruste wird dicker und leichter als ihre Umgebung und erhebt sich
schließlich als Kontinent aus dem Urozean.
Bild „Wie sah
die Erde früher
aus“
Die Oberfläche der Erde verändert sich im Laufe der Jahrmillionen immer weiter.
Mehrfach im Verlauf der Jahrmilliarden vereinen sich die Kontinente zu einem
Superkontinent und trennen sich wieder.
dunkelblau
Die ersten Kontinente
10 Mrd. Jahre
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Bild
„Kontinentenverschiebung“
Wie und wann das Leben auf der Erde begonnen hat, ist ungewiss.
Wahrscheinlich sind die ersten Lebewesen vor 3.5 Milliarden Jahren im Wasser
entstanden.
So besagt eine Theorie, dass sich die ersten Lebewesen an heißen
Tiefseequellen bildeten. Damals geht es auf der Erde noch ziemlich turbulent zu.
Vulkane schleudern giftige Gase und Gesteinsbrocken in die dünne Atmosphäre.
Immer wieder schlagen Asteroiden ein, die das Wasser im Meer zum Kochen
bringen. In den Tiefen der Ozeane strömt aus seltsamen Schloten –Schwarze
Raucher genannt – eine heiße Flüssigkeit. Diese enthält Gase und Minerale,
eine ideale Mischung, um daraus mit der Zeit lebende Zellen zu bilden.
blau
Das Leben
10,2 Mrd. Jahre
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Bild „Schwarze
Raucher“
9a
In den 50er Jahren lässt ein Chemie Student die Fachwelt aufhorchen, als er mit
einem Experiment die vorherrschenden Bedingungen auf der Erde zur
damaligen Zeit simuliert und eine neue Theorie zur Entwicklung des Lebens
formuliert: die „Ursuppen-Theorie“. Er bringt in einem Glaskolben Wasser zum
Sieden – das wäre der brodelnde Urozean. Der Dampf vermengt sich mit
Methan, Ammoniak und Wasserstoff, diese Mischung kommt aus den heißen
Vulkanen der Urerde. Durch die elektrische Energie der vielen Gewitter der
Uratmosphäre reagiert das Gasgemisch und es entstehen unter anderem
Aminosäuren, die Grundbausteine des Lebens. Allerdings ist noch unklar, wie
sich aus den Aminosäuren dann die Zellen entwickelt haben.
Eine weitere Theorie ist die „Panspermie-Theorie“. Sie geht davon aus, dass das
Leben nicht auf der Erde entstanden ist, sondern über einen Kometen aus dem
All zu uns gekommen ist.
Es gibt noch eine ganze Reihe weiterer Theorien zur Lebensentstehung, z.B. die
Meereis-Theorie oder die Tonmineral-Theorie. Das Rätsel ob das Leben im
Wasser, im All oder in Mineralien entstanden ist, wird so schnell wohl nicht
gelöst werden.
Die ersten Lebewesen, die es heute noch gibt, sind die Bakterien. Gut eine
Milliarde Jahre nach den ersten Organismen verändern im Wasser
Cyanobakterien die Lebensbedingungen auf der Erde entscheidend (vor ca. 2,5
grün
Photosynthese
11,2 Mrd. Jahre
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Bild „Bakterien“
Stück Eisen
Milliarden Jahren). Diese Einzeller nutzen das Sonnenlicht zur Photosynthese
und beginnen Sauerstoff herzustellen. Die Photosynthese ist die Voraussetzung
für das Leben aller tierischen Organismen und des Menschen. Dieser Prozess
läuft auch noch heute bei allen grünen Pflanzen ab. Dabei wird Sonnenlicht in
chemische Energie umgewandelt, wobei als Abfallprodukt Sauerstoff entsteht.
Lange Zeit verbraucht das Eisen im Meer den Sauerstoff. So entstehen die
Eisenbändererze, aus denen wir noch heute das Eisen gewinnen. Das Meer ist
in dieser Zeit rostrot. Im Laufe der Jahrmillionen aber besiedeln die Bakterien
immer größere Meeresgebiete und produzieren so massenhaft viel Sauerstoff,
dass das Gas an die Wasseroberfläche gelangt und sich in der Atmosphäre
anreichert (vor ca. 2,3 Milliarden Jahren).
Stein,
Luftballon,
Nach tausenden von Jahren gibt es nun auf der Erde Land, Wasser und Luft.
Glas Wasser
Vielzeller
Als die Erde vor etwa 580 Millionen Jahre aus ihrem Kälteschlaf erwacht, wirkt
Eiszeiten hat es nach heutiger Forschung vor 2,3 Milliarden Jahren gegeben. Bis
Bild „Eiszeit“
violett
Dann wird die Erde für Millionen von Jahren zum Schneeball. Die ältesten
weiß
Erste Eiszeit
13,1 Mrd. Jahre
12
11,4 Mrd.
Jahre
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Bilder der Tiere
heute sind mindestens sechs Eiszeitalter verzeichnet. Vor 750 Millionen Jahren
gefriert unser Planet fast völlig ein.
sie öde und leer. Doch das Leben unter Wasser ist nicht untergegangen.
Bakterien, Cyanobakterien und Einzeller mit Zellkern haben die Kälte überlebt
und bevölkern bald darauf die Meere.
Im Wasser entstehen nach und nach ganz verschiedene Lebewesen. Zunächst
formen viele Zellen einen gemeinsamen Organismus und spezialisieren sich
nach und nach zu den unterschiedlichen Körper- und Keimzellen. So entstehen
später Quallen, Würmer, Muscheln, Schwämme, Seelilien, Panzerfische,
Knochenfische, Ammoniten,…
im Wasser
zu erobern. Den Anfang machen Flechte und einfache Moose, schließlich
Bilder der Tiere
dunkelrot
Vor ungefähr 425 Millionen Jahren beginnt das Leben vom Meer aus das Land
türkis
Landleben
13,275 Mrd. Jahre
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Saurier
an Land
kommen Farne, Gefäß- und Blütenpflanzen. Den Pflanzen folgen bald die Tiere,
zunächst Gliedertiere wie Spinnen, Tausendfüßler und erste Insekten. Vor rund
360 Millionen Jahren haben sich bei einem fischartigen Wirbeltier aus zwei Paar
Flossen vier Beine entwickelt, und schon krabbelt es an Land. So verwandelt
das Leben einstmals öde Kontinente in blühende Landschaften.
Saurier 13,465
Mrd. Jahre
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Wieder vergehen viele Millionen Jahre bis dann die größten Tiere, die wohl
jemals auf der Erde gelebt haben das Festland und die Meere beherrschen: die
Saurier (vor rund 235 Millionen Jahren bis vor etwa 65 Millionen Jahre). Aber
auch manche Pflanzen sind riesengroß. So gibt es Schachtelhalme, die die
Größe der Waldbäume von heute erreichen.
Säugetiere
(etwa zeitgleich, Ende Trias (vor 251 -199,6 Mill. Jahre))
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Immer wieder gibt es schlimme Katastrophen oder Eiszeiten, bei denen viele
Tierarten komplett aussterben. So führt der Einschlag eines großen Meteoriten in
Mittelamerika zum Aussterben der Saurier und Ammoniten auf der gesamten
Erde. Aber manche Arten überleben und immer wieder kommen neue Arten
hinzu. So beginnt die große Zeit der Säugetiere. Auch die Vögel entwickeln sich
zu vielen verschiedenen wunderschönen Arten. Die Erde verändert sich weiter,
neue Gebirge und Ozeane bilden sich. Die großen Affenarten entstehen – und
kurz nach dem Gänseblümchen auch die ersten Vorfahren der Menschen.
Säugetiere
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Höchstens weitere sechs Milliarden Jahre wird die Erde immer wieder neue
Besonderheiten hervor bringen. Manches wird vergehen, anderes wird neu
hinzukommen. Dann spielt die Sonne nicht mehr mit, sie wird sich aufblähen und
die Erde verglühen.