Entwicklung des Erdklimas mit Eiszeiten und Warmzeiten
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Geschichte des Erdklimas - mal Schneeball - mal Dschungelplanet Prof. Dr. Gerd Ganteför Fachbereich Physik Universität Konstanz Inhalt Beschreibung der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren. Entwicklung des Erdklimas mit Eiszeiten und Warmzeiten Entwicklung der Erdatmosphäre aus der Uratmosphäre und die Anreicherung mit Sauerstoff als Folge des pflanzlichen Lebens. Entwicklungssprünge als Folge kosmischer und geologischer Ereignisse. Die langfristige Zukunft der Erde und das mögliche Ende des Lebens auf der Erde in etwa 5 Milliarden Jahren. Inhalt Entstehung der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren. Entwicklung des Erdklimas mit Eiszeiten und Warmzeiten Entwicklung der Erdatmosphäre aus der Uratmosphäre und die Anreicherung mit Sauerstoff als Folge des pflanzlichen Lebens. Entwicklungssprünge als Folge kosmischer und geologischer Ereignisse. Die langfristige Zukunft der Erde und das mögliche Ende des Lebens auf der Erde in etwa 5 Milliarden Jahren. Übersicht erste Sterne und Galaxien nach 1 Milliarde Jahren Urknall vor 13,6 Milliarden Jahren heute Entstehung der chemischen Elemente Im Urknall ist hauptsächlich das leichteste chemische Element Wasserstoff entstanden. Damit ist kein Leben in unserem Sinn möglich. Die Elemente des Lebens (Kohlenstoff, Sauerstoff, …) werden beim Tod einer Sonne dem kosmischen Urgas beigefügt. Der Krebsnebel Entstehung des Sonnensystems aus einer großen Gaswolke, die sich zusammenzieht. Movie: SolarDiskCloud Reale entstehende Sonnensysteme in unserer Nachbarschaft im Orionnebel Entstehung des Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren (Simulation) Aus einer Wasserstoffwolke mit etwas Asche früherer Sterne formt sich das Sonnensystem. Entstehung der Planeten aus den schweren Anteilen in der Gaswolke (Simulation) Zeugen des frühen Bombardements: Himmelkörper ohne Erosion: Mond und Merkur unser Mond Merkur Simulation: die Entstehung des Mondes Übersicht Trennung Licht - Materie Abkühlung der Erdoberfläche Erste Organismen erste Galaxien und Sterne Urknall vor 13,6 Milliarden Jahren Entstehung der Erde aus Asche früherer Sterngenerationen heute Inhalt Entstehung der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren. Entwicklung des Erdklimas mit Eiszeiten und Warmzeiten Entwicklung der Erdatmosphäre aus der Uratmosphäre und die Anreicherung mit Sauerstoff als Folge des pflanzlichen Lebens. Entwicklungssprünge als Folge kosmischer und geologischer Ereignisse. Die langfristige Zukunft der Erde und das mögliche Ende des Lebens auf der Erde in etwa 5 Milliarden Jahren. Die Temperatur in der Vergangenheit vor 4,5 Milliarden Jahren vor 2,7 Milliarden Jahren vor 800 Millionen Jahren vor 220 Millionen Jahren lange warme Phase. Entwicklung des Lebens sehr warm warm Abkühlung der Erde CO2 in den neuen Ozeanen gelöst. Erstmals kalt. kalt sehr kalt Schneeball Erde Temperatur -500C Vereisung bis zum Äquator Entwicklung des Lebens heute Sauerstoff Urknall Fische Säugetiere Menschen seit 2 Millionen Jahren Entstehung der Erde Erstes Leben: Einzeller im Wasser Würmer im Wasser Pflanzen Dinosaurier Die Erde: Entwicklung des Klimas vor 220 Millionen Jahren In letzter Zeit hat sich etwas geändert. Es ist kälter geworden und das Klima schwankt. Warum hat sich etwas geändert? Movie Godwana Klimaveränderungen der Erdvergangenheit heute 380 ppm Originalliteratur warm warm kalt vor 400 000 Jahren warm warm kalt kalt warm kalt heute Blau: Rot: Temperatur (Änderung um ca. 7 Grad) Kohlendioxid (Änderung um ca. 100 ppm) Ursache: Periodische Schwankungen der Erdbahn Seit 10 000 Jahren sehr stabiles Klima: Ursache für die Entwicklung menschlicher Hochkulturen? letzte Eiszeit endete vor 10000 Jahren seitdem sehr stabiles mäßig warmes Klima seit kurzem (100 Jahre) rapide Erwärmung Quelle: Christian Schönwiese, Klimaschwankungen, 1995 Die Zukunft der nächsten 50000 Jahre: eine Eiszeit ! natürlicher Verlauf: Abkühlung in die nächste Eiszeit innerhalb von 5000-10000 Jahren +50 Inhalt Entstehung der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren. Entwicklung des Erdklimas mit Eiszeiten und Warmzeiten Entwicklung der Erdatmosphäre aus der Uratmosphäre und die Anreicherung mit Sauerstoff als Folge des pflanzlichen Lebens. Entwicklungssprünge als Folge kosmischer und geologischer Ereignisse. Die langfristige Zukunft der Erde und das mögliche Ende des Lebens auf der Erde in etwa 5 Milliarden Jahren. Zusammensetzung der Atmosphäre Uratmosphäre: Stickstoff und Kohlendioxid nicht atembar ca. 1 Bar ausreichend Sauerstoff erst seit 500 Millionen Jahren durch Photosynthese 0,2 Bar Kohlendioxid 0,02 Bar Sauerstoff Inhalt 1. Vorlesung Entstehung der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren. Entwicklung des Erdklimas mit Eiszeiten und Warmzeiten Entwicklung der Erdatmosphäre aus der Uratmosphäre und die Anreicherung mit Sauerstoff als Folge des pflanzlichen Lebens. Entwicklungssprünge als Folge kosmischer und geologischer Ereignisse. Die langfristige Zukunft der Erde und das mögliche Ende des Lebens auf der Erde in etwa 5 Milliarden Jahren. Entwicklungssprünge des Lebens Höheres Leben erst seit 500 Millionen Jahren: vorher kaum Sauerstoff Sonnenintensität seit Beginn um 30% gewachsen Dramatische Entwicklungssprünge durch Massensterben Artensterben (Prozent) Perm/Trias Dinosaurier an Kreide/Tertiär Dinosaurier aus Millionen Jahre vor heute Film P-T Grenze (Dinosaurier an): The Great Dying http://www.youtube.com/watch?v=vdSTE4jWJmk&eurl=http://video.search.yahoo.c om/search/video?p=meteor+impact&n=21&ei=utf-8&fr=yfp-t-501&tnr=20&js=1 Die Kreide-Tertiär Grenze (Dinosaurier aus & Säugetiere an) Keine Dinosaurier Fossilien dünne Iridiumreiche Schicht (weltweit) Viele Dinosaurier Fossilien K-T boundary (red arrow) along Interstate 25, Raton Pass, Colorado http://en.wikipedia.org/wiki/Image:K-T_boundary.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/Cretaceous-Tertiary_extinction_event http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA03379 Der K-T Einschlagkrater (Dinosaurier aus) Kraterrand Höhenradarbild der Halbinsel Yukatan (Mexico). Schwach sichtbarer Chicxulub Krater. Erzeugt vor 65 Millionen Jahren und Ursache des Aussterbens der Dinosaurier und der Mehrheit allen Lebens und der weltweit beobachtbaren K-T Grenze. This shaded relief image of Mexico's Yucatan Peninsula show a subtle, but unmistakable, indication of the Chicxulub impact crater. Most scientists now agree that this impact was the cause of the Cretatious-Tertiary Extinction, the event 65 million years ago that marked the sudden extinction of the dinosaurs as well as the majority of life then on Earth. Kann es in der Zukunft Meteoriteneinschläge geben? Film: Comet Shoemaker Verheerender Einschlag auf Jupiter am 18. Juli 1994 Komet "Shoemaker-Levy-9" (Fragmente D und G) http://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/1994/32/ images/a/formats/web_print.jpg Inhalt 1. Vorlesung Entstehung der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren. Entwicklung des Erdklimas mit Eiszeiten und Warmzeiten Entwicklung der Erdatmosphäre aus der Uratmosphäre und die Anreicherung mit Sauerstoff als Folge des pflanzlichen Lebens. Entwicklungssprünge als Folge kosmischer und geologischer Ereignisse. Die langfristige Zukunft der Erde und das mögliche Ende des Lebens auf der Erde in etwa 5 Milliarden Jahren. Die Zukunft der Erde hängt von der Sonne ab Lebenszyklus der Sonne Roter Riese Planetarer Nebel heute Weisser Zwerg Geburt Milliarden Jahre Größen nicht maßstabsgerecht Langsame Erhöhung der Solarkonstanten in einer Milliarde Jahre: globale mittlere Temperatur steigt auf 30oC in zwei Milliarden Jahren: globale mittlere Temperatur steigt auf 100oC Movie: Cosmic Cinema Die Sonne Zusammenfassung Entstehung der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren. Entwicklung des Erdklimas mit Eiszeiten und Warmzeiten Entwicklung der Erdatmosphäre aus der Uratmosphäre und die Anreicherung mit Sauerstoff als Folge des pflanzlichen Lebens. Entwicklungssprünge als Folge kosmischer und geologischer Ereignisse. Die langfristige Zukunft der Erde und das mögliche Ende des Lebens auf der Erde in etwa 5 Milliarden Jahren. Erläuterungen zu den Extremereignissen The Cretaceous–Tertiary extinction event was a large-scale mass extinction of animal and plant species in a geologically short period of time, approximately 65.5 million years ago (Ma). It is widely known as the K–T extinction event and is associated with a geological signature, usually a thin band dated to that time and found in various parts of the world, known as the K–T boundary. K is the traditional abbreviation for the Cretaceous Period derived from the German name Kreidezeit, and T is the abbreviation for the Tertiary Period (an historical term for the period of time now covered by the Paleogene and Neogene periods). The event marks the end of the Mesozoic Era and the beginning of the Cenozoic Era.[1] "Tertiary" is no longer recognized as a formal time or rock unit by the International Commission on Stratigraphy, the K-T event is now called the Cretaceous-Paleogene (or K-Pg) extinction event by many researchers. Evidence that an impact event caused the Cretaceous–Tertiary extinction event has led to speculation that similar impacts may have been the cause of other extinction events, including the P–Tr extinction, and therefore to a search for evidence of impacts at the times of other extinctions and for large impact craters of the appropriate age. Reported evidence for an impact event from the P–Tr boundary level includes rare grains of shocked quartz in Australia and Antarctica;[60][61] fullerenes trapping extraterrestrial noble gases;[62] meteorite fragments in Antarctica;[63] and grains rich in iron, nickel and silicon, which may have been created by an impact.[64] However, the veracity of most these claims has been challenged.[65][66][67][68] The shocked quartz from Graphite Peak in Antarctica has recently been reexamined by optical and transmission electron microscopy. It was concluded that the observed features were not due to shock, but rather to plastic deformation, consistent with formation in a tectonic environment such as volcanism.[69] Die Tage sind länger geworden Strahlungsleistung Langfristig nimmt die Strahlungsleistung der Sonne ferner infolge der natürlichen Entwicklung als Hauptreihenstern derzeit um etwa ein Prozent alle 100 Millionen Jahre zu. Kurz nach ihrer Entstehung betrug ihre Leuchtkraft nur etwa 70 % des heutigen Wertes. Auch wenn diese Entwicklung für die Klimaentwicklung in historischen Zeiträumen keine Rolle spielt, so muss sie dennoch bei der Beurteilung des Klimas in der früheren Erdgeschichte mit berücksichtigt werden. Science Vol., 208, 1095 (1980) Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction Luis W. Alvarez 1, Walter Alvarez 2, Frank Asaro 3, and Helen V. Michel 4 1 Professor eme 2 Associate professor in the Department of Geology and Geophysics, University of Califo 3 Senior scientist in the Energy and Environment Division of Lawrence Berkeley Laborat 4 Staff scientist in the Energy and Environment Division of Lawrence Berkeley Laborator Platinum metals are depleted in the earth's crust relative to their cosmic abundance; con
