Aufgaben 173 Bioplanet Erde 9.1 Die Erde im Sonnensystem Am Anfang war der Wasserstoff… Woher stammen wir? Diese Frage beschäftigt wohl jeden Menschen irgendwann in seinem Leben. Man kann diese Frage auf vielen Ebenen beantworten, doch wir wollen hier bis zum Anbeginn der Zeit zurückschauen. Der Begriff Urknall (Big Bang) ist nicht erst seit der bekannten TV-Serie über junge Physiker allgemein geläufig. Er beschreibt die Entstehung des Universums vor ca. 13,8 Mrd. Jahren aus einem Punkt, in dem alle Materie vereint war (zum Vergleich: Die Erde und ihr Sonnensystem sind ca. 4,6 Mrd. Jahre alt). Das Universum dehnt sich seither aus, nach ca. 300 000 Jahren bildeten sich die ersten Atome – fast ausschließlich Wasserstoff – sowie wenig Helium und Spuren anderer Elemente. Diese Wolken aus Atomen ballten sich aufgrund ihrer Schwerkraft zusammen. In diesen immer dichteren Wolken erhöhten sich Druck und Temperatur – bis die Atome zu Plasma wurden und es schließlich zur Fusion der Kerne kam. Wasserstoff wurde zu Helium, und Energie wurde frei, die als Strahlung in den Weltraum abgegeben wurde: Die ersten Sterne (Sonnen) waren entstanden! Mit der Zeit geht so der Wasserstoffvorrat eines Sterns zu Ende. Während kleine und mittelgroße Sterne mehr oder weniger spektakulär „ausbrennen“, ist das Ende großer Sterne sehr viel drastischer: Diese gewaltigen Gaskörper kollabieren, wenn zu wenig Materie übrig ist, um die Fusion aufrechtzuehalten. Ein solcher Kollaps kann zur Supernova werden – einer Sternexplosion, bei der die Materie in den Raum geschleudert wird. Aus den Resten von Supernovae (wie zB dem Krebsnebel, kAbb. 1) können erneut Gaswolken entstehen. Diese enthalten nun aber schon schwere Elemente, so dass sich daraus neben Sonnen auch Planeten bilden können. Du siehst, wir leben in einem Sonnensystem „zweiter Generation“, schließlich gibt es hier mehr als nur Wasserstoff. Das heißt, die meisten Atome deines Körpers entstanden im Zentrum längst erloschener Sterne! Einzige Ausnahme: Deine Wasserstoffatome – diese sind so alt wie das Universum selbst! Das Sonnensystem der Erde besteht aus der zentralen Sonne, acht Planeten (zum Teil mit Monden) und einer Vielzahl kleinerer Himmelskörper, wie Zwergplaneten, Asteroiden, Meteoroiden oder Kometen (siehe S. 185). In Sonnen entstehen schwerere Elemente als Wasserstoff, die beim Kollabieren in den Weltraum geschleudert werden können Abb.1: Der Krebsnebel im Sternbild Stier. Dieser Nebel ist der Rest einer Sternexplosion, die 1054 auf der Erde beobachtet wurde. 1 W Such den vollständigen Songtext der Titelmelodie zu „The Big Bang Theory“ und übersetze den Text. Versuche mit Hilfe von Recherchen herauszufinden, welche Textteile nach heutigem Wissensstand korrekte Inhalte wiedergeben. 1 W Fertige mit Hilfe von Literatur eine Tabelle an, in der du die Planeten des Sonnensystems mit ihren Daten (Durchmesser, Sonnenabstand, Hauptbestandteile) anführst. Nimm auch andere Daten (Entdeckungsjahr, Atmosphäre etc.) hinzu. Variabilität, Verwandtschaft, Geschichte und Evolution Das Leben entstand im Wasser, und auch wenn viele Arten im Lauf der Evolution das Land „erobert“ haben, sind sie doch vom Wasser abhängig. Man könnte sagen, unsere Zellen tragen den Ozean in sich. Die Sonderstellung der Erde Von allen Himmelskörpern in unserem Sonnensystem gibt es (nach aktuellem Forschungsstand) nur auf unserem Planeten Leben. Was macht die Erde so besonders? Der wichtigste Faktor wurde schon angesprochen: Die Temperatur beträgt zwischen –90 °C (Antarktis) und knapp 58 °C (Death Valley), der Durchschnitt liegt bei 15 °C. In diesem Bereich ist Wasser flüssig und davon gibt es reichlich. Nicht umsonst wird die Erde als „blauer Planet“ bezeichnet. Wasser ist der Stoff, der unsere Zellen erfüllt und zugleich der wichtigste Lebensraum. Wasser speichert Wärme und schützt vor UV-Strahlung. Günstig ist auch die Größe: Zu kleine Planeten haben wenig Schwerkraft – Gase (auch Wasserdampf) verflüchtigen sich in den Weltraum. Die Erde ist groß genug, um eine Atmosphäre zu halten, deren Dichte und Zusammensetzung für die in der linken Spalte genannten Temperaturen sorgt. Die Sonnenentfernung ist optimal, da genügend Sonnenlicht die Erde erreicht, um daraus Energie zu gewinnen (durch Fotosynthese), aber nicht so viel, dass die Strahlung das Leben schädigt. Zuletzt besitzt die Erde ein Magnetfeld, das gefährliche geladene Teilchen abhält. Du siehst, die Erde ist wahrlich ein „Bioplanet“ – der einzige in unserem Sonnensystem. Die Erde hat günstige Temperaturen, flüssiges Wasser in großer Menge, die ideale Größe und Atmosphäre sowie ein schützendes Magnetfeld Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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