am Puls Biologie 6, Schulbuch

160 Die Atmosphäre – die Lufthülle der Erde Wie hoch reicht die Atmosphäre 1 , die Lufthülle der Erde? Genau genommen gibt es keine scharfe Grenze – die Luft wird nach oben hin immer dünner. Die unterste Schicht, die Troposphäre, ist dage- gen klar begrenzt. Sie reicht bis zu 18 km (am Äquator) hoch und beinhaltet sämtliche Wetter- phänomene. Sie wird durch die Tropopause von der darüber liegenden Stratosphäre abgegrenzt, in der die Temperatur höher ist als an der Tropo- pause. Das hat damit zu tun, dass die Stratosphä- re die Ozonschicht enthält. Hier also entsteht Ozon (O 3 ) aus molekularem Sauerstoff (O 2 ) durch Absorption von UV-Strahlung. Dies führt zur Auf- heizung dieser Luftschicht, andererseits werden dadurch auch die Lebewesen der Erde geschützt. An die Stratosphäre grenzt bei ca. 50 km Höhe an die Mesosphäre, die bis ca. 80 km Höhe reicht. Darüber liegt die obere Atmosphäre, die fließend in das Vakuum des Weltalls übergeht. Die Atmosphäre besteht zu 78,10% aus Stickstoff (N 2 ), 20,93% Sauerstoff (O 2 ), 0,93% Argon (Ar), 0,04% CO 2 sowie anderen Gase in Spuren. Das war nicht immer so. Die Uratmosphäre enthielt keinen freien O 2 , stattdessen enthielt sie Methan (CH 4 ), Ammoniak (NH 3 ) oder Schwefelwasserstoff (H 2 S). Sie war also reduzierend. Woher kam dann der Sauerstoff? Dafür ist das Leben verantwortlich, genauer gesagt: Die Fotosynthese. Während der ersten 3 Mrd. Jahre stieg der O 2 -Gehalt nur sehr langsam, vor ca. 600 Mio. Jahren betrug er etwa 1%. Vor ca. 420 Mio. Jahren erreichte der Anteil 2% und war damit hoch genug, dass sich in der Stratosphäre Ozon bilden konnte. In weiterer Folge stieg der Anteil stark an und pendelte sich schließlich beim heutigen Wert von knapp 21% ein. Von besonderer Bedeutung ist auch der CO 2 -An- teil. Obwohl er nur 0,04% beträgt, ist CO 2 (nach Wasserdampf) das wichtigste Treibhausgas. D. h., dass dieses Gas die Wärmestrahlung, die vom Erdboden ausgeht, zurückhält und so dazu bei- trägt, dass die Erde eine Durchschnittstempera- tur von ca. 15 °C aufweist. Der natürliche Treib- hauseffekt macht die Erde als überhaupt erst bewohnbar. Allerdings heißt das auch, dass zusätzliches CO 2 , das der Mensch durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe freisetzt, den Treibhauseffekt ver- stärkt. Dieser anthropogene Treibhauseffekt ist eines der größten Umweltprobleme unserer Zeit, da er die globale Erwärmung (mit allen negati- ven Folgen, siehe Kapitel Ökologie) vorantreibt. Die Atmosphäre be- steht aus 78% N 2 , 21% O 2 , 1% Ar, CO 2 und anderen Gasen in Spuren und wird zum Weltraum hin immer dünner CO 2 ist hauptverant- wortlich für den Treibhauseffekt Hydrosphäre & Pedosphäre – Wasser und Böden bedecken die Erde Neben der Atmosphäre ist die Hydrosphäre 2 , die Wasserhülle der Erde, für das Leben von ent- scheidender Bedeutung. Wasser ist die Grund- lage alles Lebens (siehe Kapitel. 8.1), und alle Lebewesen sind auf Wasser angewiesen. Die Hydrosphäre umfasst alles Wasser, in flüssiger, fester und gasförmiger Form und umgibt so die gesamte Erde. Insgesamt gibt es ca. 1,4 Mrd. km 3 Wasser auf der Erde, davon ca. 2% Süßwasser. Eine dünne Grenzschicht stellt die Pedosphäre 3 dar. Sie umfasst alle Böden der Erde, also die Übergänge zwischen Hydro- und Atmosphäre (und Biosphäre) zur Lithosphäre. Böden sind in der Regel aus mehreren Schichten oder Horizonten aufgebaut ( k Abb. 5): Unter einer Streuschicht aus abgestorbenen Pflanzen- material liegt der Oberboden (A-Horizont oder Humusschicht), der reich an organischen Resten ist. Der Unterboden (B-Horizont) darunter bildet den Übergang zum Muttergestein (C-Horizont). Je nach Art des Gesteins und ökologischen Be- dingungen sind Böden sehr unterschiedlich. Das Wissen darüber (die Bodenkunde) ist wichtig für Landwirtschaft und Ökologie. Alles Wasser in flüssiger, fester und gasförmiger Form bildet die Hydro- sphäre Die Böden bilden den Übergang zwischen Gestein und belebter Welt Abb.5: Ein Boden im Profil Laubfall Fensterfraß; Öffnen der Epidermis Lochfraß Skelettfraß Randfraß und Durchmischen mit Kot Bildung von Ton-Humus- Komplexen Krümelbildung nach mehrfacher Darmpassage Mikrofauna < 0,2 mm Pilze Fa Bakterien Weiß (Ench tierähnliche Einzeller Eine Streuschicht aus frisch abgestor- benen Pflanzen liegt auf dem Boden. Im Oberboden (A-Horizont), der Humusschicht, mischen sich or- ganische Reste mit minerali- schen Bodenteil- chen. Der Unterboden (B-Horizont) geht im wesentlichen durch Verwitte- rung aus dem Mut- tergestein hervor. Das anstehende Gestein bildet den C-Horizont. Glossar 1 Atmosphäre: vom Griechischen atmós = Dampf 2 Hydrosphäre: vom Griechischen hýdor = Wasser 3 Pedosphäre: vom Griechischen pédon = Erdboden Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv