Aufgaben 178 Die Atmosphäre – die Lufthülle der Erde Wie hoch reicht die Atmosphäre1, 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 dagegen klar begrenzt. Sie reicht von ca. 8 km (an den Polen) bis zu 18 km (am Äquator) hoch und beinhaltet sämtliche Wetterphänomene. Sie wird durch die Tropopause von der darüber liegenden Stratosphäre abgegrenzt, in der die Temperatur höher ist als an der Tropopause. Das hat damit zu tun, dass die Stratosphäre die Ozonschicht enthält. Hier also entsteht Ozon (O3) aus molekularem Sauerstoff (O2) durch Absorption von UV-Strahlung. Dies führt zur Erwärmung von –60 °C auf 0 °C und ist auch ein Schutz für die Lebewesen. An die Stratosphäre grenzt bei ca. 50 km Höhe die Mesosphäre, die bis ca. 80 km Höhe reicht. Darüber liegt die obere Atmosphäre, die sich in Thermosphäre und Exosphäre gliedert, und die fließend in das Vakuum des Weltalls übergeht. Die Atmosphäre besteht zu 78,10% aus Stickstoff (N2), 20,93% Sauerstoff (O2), 0,93% Argon (Ar), 0,04% Kohlenstoffdioxid (CO2) sowie anderen Gasen in Spuren. Das war nicht immer so. Die Uratmosphäre enthielt keinen freien O2, stattdessen enthielt sie Methan (CH4), Ammoniak (NH3) oder Schwefelwasserstoff (H2S). Woher kam dann der Sauerstoff? Dafür ist das Leben verantwortlich, genauer gesagt: die Fotosynthese. Während der ersten 3 Mrd. Jahre stieg der O2-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 CO2-Anteil. Obwohl er nur 0,04% beträgt, ist CO2 (nach Wasserdampf) das wichtigste Treibhausgas. Treibhausgase halten die Wärmestrahlung, die vom Erdboden ausgeht, zurück und tragen so dazu bei, dass die Erde eine Durchschnittstemperatur von ca. 15 °C aufweist. Der natürliche Treibhauseffekt macht die Erde also überhaupt erst bewohnbar. Allerdings heißt das auch, dass zusätzliches CO2, das der Mensch durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe freisetzt, den Treibhauseffekt verstärkt. Dieser anthropogene Treibhauseffekt ist eines der größten Umweltprobleme unserer Zeit, da er die globale Erwärmung (mit allen negativen Folgen, siehe S. 97 ff. und S. 132) vorantreibt. 1 Atmosphäre: atmós (griech.) = Dampf 2 Troposphäre: trope (griech.) = Wendung, Änderung 3 Mesosphäre: mese (griech.) = Mitte 4 Stratosphäre: stratum (lat.) = Decke Die Atmosphäre besteht aus 78% N2, 21% O2, 1% Ar, CO2 und anderen Gasen in Spuren und wird zum Weltraum hin immer dünner Wasserdampf ist hauptverantwortlich für den Treibhauseffekt 1 W Die globale Erwärmung durch den Anstieg des CO2-Gehalts der Atmosphäre (anthropogener Treibhauseffekt) wird seit Jahrzehnten intensiv diskutiert. So genannte Klimaskeptikerinnen und Klimaskeptiker stellen diese Folgen in Frage. „Heiße Sommer hat es immer schon gegeben.“ – „Der letzte Winter war doch wieder sehr kalt!“ Lässt sich der globale Temperaturanstieg mit einfachen Mitteln belegen? Der Treibhauseffekt ist dir von S. 132 bekannt. Wiederhole den Effekt, indem du ihn anhand einer Skizze der Erde darstellst. Zeichne Atmosphäre, Sonneneinstrahlung und von der Erde abgegebene Wärmestrahlung ein. 2 W Beschreibe den Unterschied zwischen dem natürlichen und anthropogenen Treibhauseffekt. 3 E Suche Fotos von Gletschern. Vergleiche historische mit aktuellen Aufnahmen. Halte genau fest, wo sich diese Gletscher befinden, wie sie heißen und von wann die Fotos sind. 4 S Spiele eine Podiumsdiskussion nach: Du als Klimaforscherin oder Klimaforscher versuchst, einen Mitschüler bzw. eine Mitschülerin als Klimaskeptiker bzw. Klimaskeptikerin mit sachlichen Argumenten zu überzeugen. Dein Mitschüler bzw. deine Mitschülerin versuchen, deine Argumente nach Kräften zu widerlegen. Nur zu Prüfzweck n – Eigentum des Verlags öbv
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