mit: „2.5.3 Die erdoberfläche und ihre auswirkungen“ K: 7, s

7. Kapitel: Die Klimamaschine Erde
2.5.2 Das Innere der Erde und die Rolle der Magnetosphäre
Als Geosphäre wird der Bereich der Erdoberfläche bezeichnet,
in dem sich alle fünf Sphären berühren und gegenseitig durchdringen. Die fünf Sphären sind: Atmosphäre (Gashülle), Biosphäre (Pflanzen- und Tierwelt), Lithosphäre (Gesteinsschicht),
Pedosphäre (Bodenhülle), Hydrosphäre (Wasserhülle). Die
Geosphäre wirkt sich auf das Klima aus, auch in Wechselwirkung
mit der Entstehung des Lebens, der Biosphäre. Teil der Geosphäre
ist auch das Innere des Planeten Erde.
Der innere Erdkern besteht vermutlich aus einer festen Eisen-Nickel-Legierung. Bei einer Temperatur von weit über 5.000 °C
kann dies nur aufgrund des hohen Druckes von über 3,5 Millionen Bar der Fall sein. Da der Druck nach außen hin immer
geringer wird, ist der Eisenkern flüssig und wird als Grund für
das Magnetfeld gesehen. Durch Wärmeströmungen in diesem
Kern, die unter anderem durch die Erdrotation verursacht werden könnten, wird wie in einem Dynamo ein elektrisches Feld
erzeugt. Das Magnetfeld der Erde schützt den Planeten vor den
Sonnenwinden, elektrisch geladenen Teilchen, die durch Sonneneruptionen in den Weltraum geschleudert werden. Die Teilchen
des Sonnenwindes werden entlang der Feldlinien des Erdmagnetfeldes abgeleitet. Zeuge dieses Phänomens auf der Erde sind
Polarlichter. Teilchen des Sonnenwindes können an den Polen,
wo die Feldlinien senkrecht zur Erdoberfläche stehen, in die Atmosphäre gelangen und dort die Moleküle der Luft zum Leuchten bringen. Nach letzten Erkenntnissen verfügte der Planet
Mars einst über ein Magnetfeld, das heute nicht mehr vorhanden
ist. Der Verlust dieses Magnetfeldes könnte dazu geführt haben,
dass Wasser und Atmosphäre durch die Jahrmillionen lange Einwirkung von Sonnenwinden in das Weltall geschleudert wurden.
Weiter mit: „2 Einflüsse der Biosphäre: Mensch und Klima“ K: 6, S: 198
Weiter mit: „3.2 Plattentektonik“ K: 6, S: 207 oder Weiter mit: „3.5 Vulkanismus“ K: 6, S: 209
ABBILDUNG 435: Magnetfeld der Erde - BILD: NASA
ABBILDUNG 436: Polarlichter von der ISS aus gesehen - BILD: NASA
Über dem flüssigen Teil des Eisenkerns beginnt der Erdmantel.
Er nimmt etwa zwei Drittel der Erdmasse ein und ist ebenfalls
flüssig. Der letzte Abschnitt des Erdmantels wird Asthenosphäre
genannt. Diese Schicht verhält sich wie eine zähe Masse. Die
Erdkruste und der oberste Teil des Erdmantels bis zu einer Tiefe von 100 Kilometern bilden zusammen die Lithosphäre. Sie
gliedert sich in verschieden große Einheiten, die tektonischen
Platten. Diese Platten treiben wie Eisschollen auf der zähen
Asthenosphäre. Durch aufsteigendes Magma an den Plattengrenzen werden die Platten bewegt; dieser Mechanismus wird
als Plattentektonik bezeichnet. Sie gestaltet das Bild der Erdoberfläche und hat dadurch großen Einfluss auf das Klima. Auch
der Vulkanismus, der zum größten Teil aus der Asthenosphäre
gespeist wird, wirkt sich indirekt auf das Klima aus, indem die
Zusammensetzung der Atmosphäre verändert wird.
Physik und Geographie
Beziehung zwischen Sonne und Erde
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6/207
6/209
2.5.3 Die Erdoberfläche und ihre Auswirkungen
Durch plattentektonische Vorgänge wurden im Lauf der Erdgeschichte die Gebirge hervorgebracht, die durch das Aufeinanderdrücken der tektonischen Platten aufgetürmt wurden. Seit dem
Eozän führte Afrika eine direkt nördlich gerichtete Bewegung
durch und schob sich dabei in das südliche Ende von Europa
hinein. Dadurch wurden die Alpen aufgefaltet, das höchste Gebirge Europas. Die höchste Erhebung der Alpen ist der Mont
Blanc mit etwa 4.800 Metern Seehöhe. Ihre höchste Erhebung
in Österreich ist der Großglockner mit etwa 3.800 Metern. Die
Kontinentalplatten bewegen sich heute noch ca. 5 cm pro Jahr
aufeinander zu, auch die Alpen werden dadurch noch immer in
die Höhe geschoben. Die Erosion, die Abtragung der Oberfläche durch Umwelteinflüsse, vor allem durch Wasser und Wind,
kompensiert aber diese Erhebung weitgehend. Die Seehöhe eines
Standortes hat maßgebliche Auswirkungen auf die dort herrschenden klimatischen Bedingungen. Durch die Bildung von
Gletschern kam es zu einer starken Bindung von Wasser aus dem
Wasserkreislauf, was eine Senkung der Meeresspiegel bewirkte.
Somit haben auch die Gebirge einen nicht zu unterschätzenden
Einfluss auf die Entwicklung des Gesamtklimas.
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7. Kapitel: Die Klimamaschine Erde
Physik und Geographie
Beziehung zwischen Sonne und Erde
ABBILDUNG 437: Die Alpen von oben - BILD: NASA
ABBILDUNG 438: Großglockner, höchster Alpengipfel in Österreich - BILD: Magnus
Etwa 70 % der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Über 97
% des gesamten Wassers befinden sich in Form von Salzwasser
in den Meeren, nur 3 % sind in Form von Süßwasser vorhanden.
Etwa 69 % des gesamten Süßwassers bildet die Eiskappen der
Pole und Gletscher, während das Grundwasser etwa 30 % des
Süßwassers ausmacht. Süßwasser auf der Oberfläche des Plane-
ten in Form von Seen, Sümpfen und Flüssen macht nur 1 % des
gesamten Süßwasservorkommens aus. Durch die einstrahlende
Sonnenenergie befindet sich das Wasser auf unserem Planeten
in einem endlosen Kreislauf. Der Kreislauf wird durch die Strahlungsenergie der Sonne angetrieben und hat großen Einfluss auf
die Ausprägung der Klimazonen.
ABBILDUNG 439: Wasserverteilung auf der Erde, Modell-Größenvergleich, links das Volumen der Erde im Verhältnis zu den Volumina des vorhandenen Wassers
QUELLE: Murck, USGS - BILD: Mariosilva
Mit dem Begriff Albedo wird das Reflexionsvermögen einer
Oberfläche bezeichnet. Das Gesamtsystem Erde hat eine Albedo von etwa 0,3, was einer Rückstrahlung der Sonnenstrahlung
von etwa 30 % entspricht. Die Albedo hängt vor allem von der
Oberflächenbeschaffenheit eines Gebietes ab. Während frischer
Schnee und Eis fast 90 % der Strahlung reflektieren, ist es bei
Wäldern genau umgekehrt, sie absorbieren bis zu 90 % der eintreffenden Strahlung. Wasseroberflächen absorbieren je nach
Einfallswinkel 80 bis 95 % der Sonnenstrahlen. Der Grund für die
relativ niedrige gesamte Albedo des Planeten Erde ist die hohe
Albedo von Wolken, die sich immer irgendwo in der Atmosphäre
befinden und 60 bis 90 % der Sonnenstrahlung reflektieren.
ABBILDUNG 440: Albedowerte verschiedener Erdoberflächen - QUELLE: IPCC
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PRÄSENTATION 10: Hydrosphäre und Erdoberfläche (21 Folien)
PRÄSENTATION 11: Einflüsse auf das Klima (23 Folien)