Wie war das Wetter vor 4,5 Milliarden Jahren?

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Wie war das Wetter vor 4,5 Milliarden Jahren?
Spike Erde, Sim 4 Kapitel 10 von 12
Wie war das Wetter vor
4,5 Milliarden Jahren?
Das Wetter ist ja immer ein
Thema, ein himmlisches,
könnte man sagen. Viele Begrüßungen haben das Wetter
zum Inhalt. „Ach hallo, schönes Wetter heute, wie geht’s?“
hört man manchmal jemanden
sagen. Schon die Steinzeitmenschen saßen vor ihren Hütten, machten lange Gesichter,
wenn es seit Wochen kübelte,
wie aus Eimern. Und da fragt
man sich doch, war das Wetter
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e[4] der Urerde[3]. Die Urerde Köln unterscheiden, aber das
hatte keine, also gab es auch Klima[2] ist das gleiche.
kein Wetter.
Also geht’s hier um das Klima
Naja, so ganz stimmt das auch der Urerde.
nicht. Na fangen wir mal vorne an.
Das Wetter ist eine ganz wichtige Größe für die EntwickWenn wir uns über das Wetter lung von Leben.
unterhalten, dann ist das imDas ist ja klar, wenn wir hier mer eine sehr örtliche Angele- Die Erde begann als glühende
jetzt über das Wetter[1] reden, genheit. Das Wetter in Ham- Kugel. Ein Ball aus Geröll,
reden wir über die Atmosphär- burg mag sich vom Wetter in Steinen, Schutt und Gasen.
schon immer so? Hatten wir
früher auch soviel Regen?
Hatten wir überhaupt eine
Atmosphäre die Wetter hätte
machen können? Und wie ist
die Atmosphäre die wir heute
haben überhaupt entstanden?
Muss ja alles irgendwo her
kommen!
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Eben allem was in der Großen dort verbunden. Auf einem
Scheibe,
Planeten ohne Atmosphäre,
also ohne Wetter, kann es Le[5]
der Akkretionsscheibe , bei ben nicht geben.
der Entstehung unseres Sonnensystems umher flog. Ele- Wir haben nur einen Planeten
mente ordneten sich entspre- der es geschafft hat, eine Atchend nach ihrem Gewicht mosphäre aufzubauen und in
und der Drehgeschwindigkeit ihm Leben zu entwickeln. Alle
um die Sonne, und als es auf anderen erdähnlichen Planeten
unserer Bahn genug Material wie Merkur[6], Venus[7] und
gab, ist Stück für Stück die Mars[8] haben es nicht hinbeErde entstanden.
kommen.
Wurde noch mal vom Mond
gerempelt und anschließend
waren beide Brocken austariert und kreiselten langsam
gemeinsam um die Sonne.
Da war an Wetter noch nicht
zu denken. Die Entwicklung
von Leben auf einem Planeten
ist unmittelbar mit dem Wetter
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schiedlich große Abstände zur
Sonne, aber dennoch unterscheiden sie sich nicht so stark
von der Erde, das man so einfach verstehen kann, warum
Leben nur hier entstanden ist.
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Stickstoff. Und kaum noch
Kohlendioxid. Schön wir
arbeiten ja gerade dran, das es
wieder mehr wird, aber im
Moment ist es jedenfalls so.
Die Venus ist mit 96,5% CO2
und 92 Atmosphären Druck,
465°C im Mittel, „Die Hölle
auf Venus“, sozusagen. Hier
kann kein flüssiges Wasser
entstehen, und ohne Wasser
kein Leben.
Diese irdischen Verhältnisse
haben sich entwickelt, weil es
bei uns auf der Erde geregnet[10] hat. Die Erdkruste hatte
sich allmählich abgekühlt und
verfestigt, und die Kruste
schrumpfte zusammen, was im
Inneren den Druck erhöhte.
Venus und Mars haben zwar
Atmosphären entwickelt, aber Beim Mars[8] sieht es nicht
zum Leben reicht´s nicht.
besser aus. 95,32% CO2 in der
Atmosphäre, aber die ist so
Merkur ist zu klein, hat nicht dünn, wie bei uns in 48 Km
genug Masse und kann des- Höhe.
halb keine Atmosphäre halten.
Auf der Erde haben wir fast
Natürlich haben sie unter- 21%
Sauerstoff,
78%
Aus dem Inneren trat Wasser
hervor, in vorm von Wasserdampf. Es zischte und dampfte
an allen Ecken und Kanten.
Dieser Dampf vernebelte zunächst die komplette Atmosphäre, kühlte aber schließlich
auch ab und begann abzureg-
[7]
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wind abgeblasen, das alle in- Schwerkraft[14] immer weiter
neren Planeten alle Gase los- zusammen und im Inneren
Woher wissen wir das? Wie geworden sind, die sie jemals stieg der Druck natürlich an.
entsteht so ein Planet eigent- hatten. Einfach weggeblasen.
lich und wird er gleich mit AtWeil die Erde nun genügend
mosphäre geboren?
Also der Tag heute vor 4,5 schwer war, konnte sie die
Milliarden Jahren, da war die ausgeströmten Gase halten, sie
Schauen wir uns mal an, wie Erde ein Steinklotz und sonst entwichen nicht in den Weltein Planet entsteht.
nichts.
raum, sondern bildeten erst
mal eine Uratmosphäre[13].
Ein Planet entsteht in einer Sie hatte noch keine AtmoGasscheibe in der Nähe unse- sphäre um sich herum, aber Ein Planet wie der Mars[8], der
rer Sonne. Die wiederum bläst war noch dabei sich zusam- nur ein 10tel Erdmasse hat, hat
einen unglaublichen Teilchen- men zu ziehen, zu kontrahie- da schon viel größere Schwiestrom ab, den Sonnenwind[11]. ren[12].
rigkeiten eine Atmosphäre zu
Der fliegt heute mit etwa 600
halten. Deshalb ist die AtmoKm/sec an der Erde vorbei. Und als sie sich nun mehr und sphäre auf dem Mars auch so
Das ist ein relativ dünnes Lüft- mehr zusammenzog gaste dünn. Die Schwerkraft[14] zieht
chen, aber sehr schnell.
mehr und mehr Gas aus dem nicht so stark an seiner OberInneren. Stickstoff[30], Kohlen- fläche und an der Atmosphäre.
Als unsere Sonne noch sehr dioxid[31],
Methan[24],
jung war, war sie wild und un- Ammoniak[25]. Der Planet zog Auf der Venus hat sich auch
gestüm. Sie hat den Sonnen- sich unter seiner eigenen eine Atmosphäre gehalten und
nen.
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die besteht unter anderem aus
Methan und Ammoniak. Und
genau so war auch die Uratmosphäre[13] der Erde.
Wir wissen aus den Sedimentgesteinen[15], das es bis vor
knapp 3 Milliarden Jahren
keinen freien Sauerstoff[23]
gab. Stickstoff[30], Methan[24],
Ammoniak[25] bestimmten das
Bild und Wasserdampf.
Durch immense Konvektionsbewegungen[16] wurden diese
Gase nach oben getragen und
bewirkten einen sehr starken
Vulkanismus[17]. Der brachte
jede Menge Material nach
oben und auch eine Menge
Gas.
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Wasserdampf sammelte sich in standen.
der Atmosphäre an. Das besondere ist jetzt....!
Und außerdem hat der Regen
das CO2 aus der Atmosphäre
Die Erde war in einem Ab- gewaschen, und so sind die
stand zur Sonne, das dieser Kalkgesteine[18]entstanden.
Wasserdampf abkühlen konnte
und es begann zu regnen.
Ammoniak[25], Methan[24] und
Kohlendioxid[31] haben seiner
Es hat zwischen 300-400 Tau- Zeit etwas aufgebaut, wo
send Jahre geschüttet wie aus drunter wir auch heute wieder
Eimern. Für jeden Meteo- leiden, nur sind wir heute selrologen wäre es
ber Schuld. Den Treibhauseffekt[19]. Und zwar einen sehr
außerordentlich langweilig ge- starken Treibhauseffekt.
wesen: Regen, Regen, nochmals Regen.
Die Durchschnittstemperatur
war damals so grob 32°C. Es
Dadurch bildeten sich zu- war feucht und es war schwül
nächst einmal Pfützen. Heute warm. Ideale Bedingungen für
heißen sie Atlantik[32], Pazi- die Entstehung von Leben.
fik[33] und so weiter. Die Meere[34] und Ozeane[35] sind ent- Ja? Und aufgemerkt! Bisher
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gibt es keinen freien Sauer- Ja, mmm, freier Sauerstoff...
stoff[23]. Nur den im Wasser Wieso ist der so wichtig?
gebundenen.
Nun, am Anfang geschah etAus den Untersuchungen der was ganz kolossales.
Sedimente[15] weiß man, das
der Sauerstoff erst vor etwa Plötzlich wurde die Photosyn1,8 Milliarden Jahren in die these[21] entdeckt. Hatte MutAtmosphäre kam. Das war der ternatur noch im Handgepäck:
Moment, wo weitere Stoffe „Ach“ dachte sie „die leg ich
entstanden sind, vor allem die mal mit dazu.“
Oxide[20], die Sauerstoffverbindungen.
Und nu kommt´s!
In allen Gewässern bildete
sich die Vorform von Leben
aus. Es waren einfache biologische Maschinen die sich ernährten, Stoffwechsel betrieben und sich auch gegenseitig
auffraßen und fortpflanzten.
Mehr nicht.
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Vor 420 Millionen Jahren
sprang das Leben bereits aus
dem Wasser an Land. Da muss
es bereits ausreichend Sauerstoff in der Atmosphäre gegeben haben, das man schon mal
tief Luft holen konnte.
Denn was macht die PhotoSeite 4 von 9
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synthese[21]? Sie baut Sonnen- nicht mehr existieren. Sie sind Nun hat man auf Computern
energie[22] zu freien Sauer- in der Gegenwart von freiem die Entwicklung der Erdatmostoff[23] um.
Sauerstoff nicht stabil.
sphäre simuliert. Dabei stellte
sich etwa ganz erstaunliches
Sauerstoff ist hochgradig ge- Aber ist das denn so wichtig? heraus.
fährlich gewesen, für alle Lebewesen, die vorher nur auf Die Sonnenleuchtkraft nimmt Der Zusammenbruch des
der chemischen Basis gearbei- seit der Entstehung der Sonne Treibhauseffektes bei gleichtet haben. Für die war das töd- immer weiter zu[26]. Damals zeitiger Erhöhung der Strahlich.
war sie winzig im Vergleich zu lungsleistung der Sonne, hat
Heute.
uns vor der totalen VergletDas Leben veränderte und entscherung der Oberfläche bewickelt sich, es kommt zuneh- Die Sonne ist ja ein Fusionsre- wahrt.
mend Sauerstoff in die Atmo- aktor[27], ein Atom-Verschmelsphäre und dann passiert´s...
zungsofen und sie bringt mit Also in ein paar Tausend Jahihrer Schwerkraft[14] Atomker- ren war durch den freien SauDer Treibhauseffekt bricht ne[28] dazu, zusammenzuhal- erstoff das Methan und das
völlig zusammen. Eine Kata- ten. Und das kann sie heute Ammoniak abgebaut und der
strophe damals, so dachte man viel besser als früher.
Treibhauseffekt[19] brach zuerst.
sammen. Das hätte nun alleine
Vor 2 Milliarden Jahren hatte eine totale immerwährende
Neben freiem Sauerstoff kön- die Sonne nur 10% der Eiszeit[29] bedeutet. Und das
nen Methan und Ammoniak Leuchtkraft von heute.
hätte außerdem bedeutet, das
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die Erdoberfläche komplett
mit weißem Eis überzogen
gewesen wäre.
Nun ist weiß als Farbe ein unglaublich guter Reflektor, der
weiteres Sonnenlicht abgehalten hätte. Weiß strahlt alles zurück, was ankommt. Da kann
sich keine Energie halten.
Es wäre fast zu einer Katastrophe gekommen, aber....
Aber unsere Sonne stand Spalier und hat sich sofort der Sache angenommen.
Zur Komplettvereisung kam
es nicht. Ein Glück, weil...
Selbst wenn die Sonne ihre
Leuchtkraft anschließend weiSeite 5 von 9
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ter erhöht hätte, es hätte nichts Nun fing das Leben auf der
genützt, weil eine Weiße Erde auch noch an sich selber
Oberfläche alles wieder ab- zu Beschützen.
strahlt.
Das ganze Wetter, das Klima
Der Treibhauseffekt brach also auf der Erde stabilisierte sich
zusammen und die Sonne war immer mehr. Man Spricht
im richtigen Moment da und auch vom „Gesamt-Organishat diesen Planeten nicht ver- mus Erde“ bekannt auch als
gletschern lassen.
Gaia-Hypothese[38].
Weiterhin wurde Sauerstoff
produziert und es bildete sich
Ozon[36]. Ozon ist ja nicht wie
normalerweise ein Sauerstoffmolekül, mit 2 Atomen, sondern mit 3, Ozon ist O3. Also
einer mehr.
Daraus bildete sich die Ozonschicht[37], dessen Einfluss es
war, die gefährlichen UVStrahlen abzuhalten.
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Das bedeutet, das ganze Kohlendioxid blieb in der Atmosphäre und führte dort zu einem galoppierenden Treibhauseffekt.
könnte eine Atmosphäre tragen, die doch deutlich dichter
wäre als die jetzige und einen
etwas höheren Druck hätte,
wenn er wollte.
Das heißt, die Sonne strahlt
wohl rein, aber die Energie
kommt nicht wieder raus. Und
somit wird es immer heißer.
Sie heizte sich immer weiter
Aber warum ist das bei ande- auf, bis sie die heutige Temperen Planeten nicht so? Die Ve- ratur von etwas über 400°C
nus? Warum ist die so heiß ge- hat.
worden?
Was ist auf dem Mars
Schön sie ist etwas dichter an passiert? Warum ist der so kalt
der Sonne dran, aber das reicht und so trocken? Und wo ist
nicht Temperaturen von über das ganze Wasser vom Mars
400°C zu erklären.
hin? Wieso ist die Atmosphäre
Auf der Venus ist eines nicht so dünn?
passiert: Es hat nicht geregnet.
Weil er viel kleiner ist, aber er
Wir wissen ja von den Oberflächenkonstellationen her, das
er mal Wasser gehabt haben
muss, wo ist denn das alles
hin? Was ist da passiert?
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Der Mars ist viel kleiner. Er
hat nicht so eine hohe Schwerkraft wie die Erde und das
führte dazu, das er geologisch
längst nicht so aktiv war, wie
die Erde. Dieses ganze
Aufkochen und Rumdampfen
blieb aus.
Dazu kommt, das sich das CO2
aus der Atmosphäre in die GeSeite 6 von 9
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steine eingelagert hat, es hat vität nicht. Und je mehr CO2
sich Kalkstein[18] gebildet. So aus der Atmosphäre verwie auf der Erde auch.
schwand, desto eher brach der
Treibhauseffekt zusammen.
Nun haben wir einen CO2
Kreislauf auf der Erde, das Und auf diese Weise ist der
nämlich das CO2 aus der Luft Mars immer kälter und kälter
immer wieder durch den Re- und kälter geworden.
gen ausgewaschen und von
der Erde aufgenommen wird Aus all diesen Faktoren die
und nach einer Umsetzung hier
zusammengekommen
wieder zu Tage kommt.
sind, stellen Berechnungen
heraus, das es nur eine winzig
Auf dem Mars gab es aber so kleine Zone um einen Stern
eine starke geologische Akti- herum wie unsere Sonne gibt,
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in der überhaupt
entstehen konnte.
Leben Es ist ein außerordentlich
schmaler Grad auf dem wir
uns hier Bewegen und der daDie Erde beschreibt um die für Voraussetzung war, das
Sonne herum ja eine Ellipse. hier Leben entstanden ist.
Das ist gerade noch tragbar.
Würde sie ein ganz klein Wir sitzen hier wirklich an eibisschen näher an die Sonne ner ganz besonderen Stelle im
heran kommen, würde sie Sonnensystem, vielleicht mal
werden wie die Venus, zu dran denken, wenn du das
heiß, und würde sie sich ein nächste mal im Regen stehst...
Stück weiter entfernen von der
Sonne, würde sie werden wie Man kann Regen auch genieder Mars, viel zu kalt.
ßen.
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Quellennachweis
[1] Wetter http://de.wikipedia.org/wiki/Wetter
http://de.wikipedia.org/wiki/Uratmosph
[2] Klima http://de.wikipedia.org/wiki/Klima
%C3%A4re
[3] Urerde http://de.wikipedia.org/wiki/Urerde
[14] Schwerkraft
[4] Erdatmosphäre
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwerkraft
http://de.wikipedia.org/wiki/Erdatmosph
[15] Sedimentgestein
%C3%A4re
http://de.wikipedia.org/wiki/Sedimentgestein
[5] Akkretionsscheibe
[16] Konvektionsstrom
http://de.wikipedia.org/wiki/Akkretionsscheibe http://de.wikipedia.org/wiki/Mantelkonvektion
[6] Merkur http://de.wikipedia.org/wiki/Merkur_ [17] Vulkanismus
%28Planet%29
http://de.wikipedia.org/wiki/Vulkanismus
[7] Venus http://de.wikipedia.org/wiki/Venus_
[18] Kalkstein
%28Planet%29
http://de.wikipedia.org/wiki/Kalkstein
[8] Mars http://de.wikipedia.org/wiki/Mars_
[19] Treibhauseffekt
%28Planet%29
http://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauseffekt
[9] Erde http://de.wikipedia.org/wiki/Erde
[20] Oxide http://de.wikipedia.org/wiki/Oxid
[10] Erde im Frühstadium
[21] Photosynthese
http://de.wikipedia.org/wiki/Urerde#Fr.C3.BChest http://de.wikipedia.org/wiki/Photosynthese
es_Stadium_.28Hadaikum.29
[22] Sonnenenergie
[11] Sonnenwind
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenlicht
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind
[23] Sauerstoff
[12] kontrahieren
http://de.wikipedia.org/wiki/Sauerstoff
http://de.wikipedia.org/wiki/Kontraktion_
[24] Methan http://de.wikipedia.org/wiki/Methan
%28Physik%29
[25] Ammoniak
[13] Uratmosphäre
http://de.wikipedia.org/wiki/Ammoniak
Thema 46
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Erde
http://soloton.selfhost.eu
Spike Erde, Sim 4 Kapitel 10 von 12
[26] Sonnenentwicklung
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonne#Entwicklung_
der_Sonne
[27] Kernfusion
http://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion
[28] Atomkern
http://de.wikipedia.org/wiki/Atomkern
[29] Eiszeit http://de.wikipedia.org/wiki/Eiszeit
[30] Stickstoff
http://de.wikipedia.org/wiki/Stickstoff
[31] Kohlendioxid
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlendioxid
[32] Atlantik http://de.wikipedia.org/wiki/Atlantik
[33] Pazifik http://de.wikipedia.org/wiki/Pazifik
[34] Meer http://de.wikipedia.org/wiki/Meer
[35] Ozean http://de.wikipedia.org/wiki/Ozean
[36] Ozon https://de.wikipedia.org/wiki/Ozon
[37] Ozonschicht
https://de.wikipedia.org/wiki/Ozonschicht
[38] Gaia-Hypothese
http://de.wikipedia.org/wiki/Gaia-Hypothese
[39] Wie war das Wetter vor 4,5 Milliarden Jahren
Teil 1 http://www.youtube.com/watch?
v=kwqycjYZHg4&list=PLF2D6BB02EC696B50
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[40] Wie war das Wetter vor 4,5 Milliarden Jahren
Teil 2 http://www.youtube.com/watch?v=sVQFi8zcd8&list=PLF2D6BB02EC696B50
Thema 46
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