Arbeitsblatt: AB 1 Die Geburtsstunde der Erde

RZG Natürliche Grundlagen der Erde untersuchen Die Geburtsstunde unserer Erde 1 Kompetenzen Du kennst die Urknalltheorie und kannst diese nacherzählen. Du weisst, wie alt unser Planet Erde ist. Du kannst aufgrund des Fachtextes die Lebensspirale der Erde vervollständigen (Zeit und Text) EA PA Lies den Text durch. Unterstreiche dabei unbekannte Fachbegriffe rot, wichtige Textstellen markierst du grün. Gemeinsam ergänzt ihr zu zweit die Entstehungsspirale mit passendem Text. Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren entzündet sich das Material eines jungen Sterns. Die Sonne entsteht, dann unser Sonnensystem und damit auch die Erde: eine Wolke aus Gas und Staub formt den Grundkörper. Diese Verkettung unglaublicher Zufälle hat dazu geführt, dass sich auf dem einst wüsten Himmelskörper Leben entwickeln konnte. Wäre die Erde nur etwa fünf Prozent näher an der Sonne, würde alles Wasser verdampfen und kein Leben wäre möglich. Auch die Grösse hat Einfluss auf die Lebensbedingungen: wäre die Erde kleiner, so wäre sie, wie der Mars, inzwischen völlig erkaltet. Wäre sie grösser, würde vermutlich heftiger Vulkanismus höheres Leben unmöglich machen. Das unterstreicht die Einzigartigkeit unseres Planeten der bis heute der einzige ist, von dem wir wissen, dass es Leben auf ihm gibt. Alles begann mit einem gigantischen Knall. Irgendwo in unserer Galaxie explodierte ein Stern und schleuderte riesige Mengen von Gas und Staub ins All. Diese Supernova, wie diese Art von Explosion genannt wird, ereignete sich vor etwa fünf Milliarden Jahren. Die entstandenen Trümmer rasten in eine nahe gelegene Gaswolke. So wurden die Bestandteile zusammengeführt, die einmal unser Sonnensystem bilden sollten. Die Explosion setzte so viel Energie frei, dass die Staubmischung zu kochen begann. Kleine Staubpartikel ballten sich zusammen und formten immer grössere Klumpen, bis die Masse anfing, sich unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenzuziehen. Schliesslich wurde der zentrale Klumpen so heiss und dicht, dass er begann, durch Kernfusion selbst Energie zu erzeugen. Das war die Geburtsstunde unserer Sonne. Die übrig gebliebene staubige Mischung wirbelte um den Stern und breitete sich scheibenförmig um ihn herum aus. Die junge Erde wurde beinahe zerstört Nach und nach gewann die Sonne an Grösse, und die Scheibe aus Staub kühlte sich ab. Im Lauf von Millionen von Jahren ballte sich der Staub zusammen und bildete erst Körner, dann Klumpen und Brocken und schliesslich Planetesimale – Gesteinsbrocken, die gross genug waren, um ein eigenes Gravitationsfeld zu besitzen. Aus einigen dieser Planetesimale bildeten sich die embryonalen Formen der Planeten unseres heutigen Sonnensystems. Langsam siedelten sich diese felsigen Planeten in komfortabler Entfernung zur Sonne an und fanden ihre eigene Umlaufbahn. Die Erde nahm, von der Sonne aus betrachtet, ihre Bahn als dritter Planet ein. In den frühen Jahren waren Zusammenstösse mit Gesteinsbrocken sehr häufig und hinterliessen Krater auf den Oberflächen sämtlicher Planeten. Man vermutet, dass eine dieser Kollisionen vor ungefähr 4,5 Milliarden Jahren die Erde um ein Haar zerstört hätte und verantwortlich war für die Entstehung unseres Mondes. Ein Planetesimal von der Grösse des Mars streifte mit ungeheurer Wucht die Erde und schleuderte einen Brocken der Erdkruste hinaus ins All. Ein Teil des Planetesimals verschmolz mit der Erde, während der weggesprengte Brocken eine eigene Umlaufbahn um die Erde einnahm und schliesslich zum Mond wurde. Belege für diese Theorie stammen aus Mondstaubproben. Diese zeigen, dass der Mond aus Gestein besteht, das dem Material sehr ähnlich ist, das in den oberen Schichten des Erdmantels und der Erdkruste zu finden ist. Eine glückliche Fügung: Die Erde befindet sich im richtigen Abstand von der Sonne, sodass flüssiges Wasser möglich ist. Quelle: NASA/ESA/J. Hester (Arizona State University) Leben dank Atmosphäre und Ozeanen Der Zusammenstoss, der zur Bildung des Mondes führte, veränderte den Neigungswinkel der Erde zur Sonne von 0 auf 23,5 Grad. Und plötzlich gab es auf der Erde Jahreszeiten: Winter auf der sonnenabgewandten Hemisphäre und Sommer auf der der Sonne zugeneigten Hemisphäre. Die frühe Erde unterschied sich deutlich von dem Planeten, den wir heute bewohnen. Anfänglich hatte sie weder Kruste noch Erdmantel oder Kern. Stattdessen waren alle Elemente gleichmässig verteilt. Es gab keine Ozeane oder Kontinente und auch keine Atmosphäre. Kollisionen mit Meteoriten, radioaktiver Zerfall und planetare Kompression führten dazu, dass die Erde sich immer stärker erhitzte. Nach einigen hundert Millionen Jahren erreichte sie eine Temperatur von 2000 Grad Celsius – der Schmelzpunkt von Eisen –, und es bildete sich der Erdkern. Zu diesem Zeitpunkt war der Grossteil der Erde flüssig, und möglicherweise gab es an der Oberfläche einen Ozean aus flüssigem Magma. Nach und nach kühlte sich die Erde ab, und rund um den Kern bildete der Planet auch Mantel und Kruste aus. Diese Schichtung des Planeten trug zur Entstehung der tektonischen Platten an der Oberfläche bei, und die Erde begann schon etwas mehr so auszusehen, wie wir sie heute kennen. Die meisten Geologen gehen davon aus, dass die Atmosphäre und die Ozeane vor ungefähr vier Milliarden Jahren als Folge unzähliger Vulkanausbrüche entstanden sind. Sie könnten sich aber auch bei der Kollision der Erde mit Kometen und dem dadurch verursachten Austreten von Wasser und Gasen auf der Erdoberfläche gebildet haben. Wie dem auch sei, die Position der Erde im Sonnensystem ist ein glücklicher Zufall. Merkur und Venus kreisen zu nahe um die Sonne und sind zu heiss; Ozeane würden schlichtweg verdunsten. Der Mars ist zu weit entfernt, sodass jegliche Flüssigkeit gefriert. Nur auf der Erde sind die Bedingungen optimal. Die frühe Erdatmosphäre enthielt nicht viel Sauerstoff und unterschied sich stark von der heutigen. Dennoch konnte dank Atmosphäre und Ozeanen Leben Fuss fassen. So bildete sich vor etwa 3.7 Milliarden Jahren der erste einzellige Organismus. Nach und nach veränderten diese einzelligen Algen die Zusammensetzung der Atmosphäre, indem sie sich durch Kohlendioxid und Wasser frassen und als Stoffwechselprodukt Sauerstoff freisetzten. Vor ungefähr 2,5 Milliarden Jahren hatte sich so eine erhebliche Menge von Sauerstoff in der Erdatmosphäre gebildet. Die Voraussetzungen für die Entstehung komplexer Lebensformen waren erfüllt. «The Guardian» Das Produkt einer gigantischen Kollision: der Mond vor 14 Milliarden Jahren «Big Bang» - Urknall Von der heissen Erde zur Erde, die mit Regen abgekühlt wurde. vor 4 Milliarden Jahren vor 3.7 Milliarden Jahren feste Erdkruste entsteht Entstehung des Lebens in Form von Bakterien vor 65 Millionen Jahren Dinosaurier sterben aus