Weltraumphysik und -technik – Blatt 5 13 Wasser auf der Erde 14
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Weltraumphysik und -technik – Blatt 5 Prof. Dr. Jürgen Blum 13 Wasser auf der Erde Recherchieren Sie, wie das Wasser auf die Erde gekommen ist. Erläutern Sie dazu, wie die terrestrischen Planeten entstanden sind und betrachten Sie, wo sich die terrestrischen Planeten heutzutage befinden. Erläutern Sie die Vor- und Nachteile der verschiedenen Theorien. Warum ist das Wasser auf der Erde heutzutage größtenteils flüssig? 14 Treibhauseffekt a) Erläutern Sie, wie der Treibhauseffekt zustande kommt. Nennen Sie die wichtigsten Treibhausgase. b) Sedimentgesteine zeigen, dass flüssiges Wasser auf der Erde bereits vor 3, 8 × 109 Jahren vorhanden war, als die Sonnenstrahlung noch 25% schwächer als heute war. Stellen Sie sich ein einfaches Treibhausgasmodell vor, in dem die Atmosphäre durch eine dünne Schicht repräsentiert ist, die einen Anteil f der terrestrischen Wärmestrahlung absorbiert. Nehmen Sie eine Albedo von 0.28 (ähnlich wie heute) an. Wenn der Treibhauseffekt vor 3, 8 × 109 Jahren Jahren gleich dem heutigen wäre (f = 0,38), welche Oberflächentemperatur hätte die Erde gehabt? Wäre flüssiges Wasser vorhanden gewesen? c) Berechnen Sie die heutigen Temperaturen an der Oberfläche der Planeten Venus, Erde und Mars unter Berücksichtigung des Treibhauseffekts. Verwenden Sie dazu das vereinfachte Treibhausgasmodell aus (b) mit fV enus = 0, 99, ferde = 0, 38 und fM ars = 0, 09. Verwenden Sie außerdem folgende Werte für die Albedo der Planeten: AV enus = 0, 75, AErde = 0, 28 und AM ars = 0, 16. Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit den entsprechenden Oberflächentemperaturen, die ohne Treibhauseffekt auftreten würden. Interpretieren Sie das Ergebnis. 15 Albedo Die Albedo beschreibt das Rückstrahlvermögen einer Oberfläche. Erläutern Sie den Unterschied zwischen der Bond Albedo und der geometrischen Albedo. Wie sind diese beide Parameter miteinander verknüpft? Erklären Sie, warum es sinnvoll ist, beide Definitionen für das Rückstrahlvermögen einer Oberfläche zu verwenden. Warum kann die geometrische Albedo größer als eins sein? 1
