Die Erde, ein aktiver Planet

Brachiosaurus, Tyrannosaurus rex und ihre Verwandten erlebten mit, wie die Bühne ihrer fast 170 Millionen Jahre währenden Regentschaft allmählich auseinanderbrach. Als die Echsen vor etwa 230 Millionen Jahren die Welt in einen gigantischen Jurassic-Park verwandelten, war die Landmasse zum Riesenkontinent Pangäa vereint (der seinerseits vor mehr als 300 Millionen Jahren aus Laurasia und Gondwana hervorgegangen war) und glich einer Rieseninsel in einem ansonsten uferlosen Ozean. Pangäa zerfiel inmitten der Saurierherrschaft vor etwa 150 Millionen Jahren in kleinere Fragmente. Deshalb finden die zeitgenössischen Paläoarchäologen Dinosaurierskelette auf allen Erdteilen. Die Kontinente und die Weltmeere nahmen erst vor gut 20 Millionen Jahren annähernd die uns vertraute Form an. Auch diese Weltkarte wird aber nur eine Momentaufnahme bleiben, denn wir wissen heute, dass Festland und Meeresboden in ständiger Bewegung sind. Um diese Dynamik zu verstehen, sollten Sie zunächst einen Blick in das Innere unseres Heimatplaneten werfen.

Geometrisch gesprochen ist die Erde eine an ihren Polen etwas abgeplattete Kugel. Von der Erdoberfläche bis zum Erdmittelpunkt sind es etwa 6.400 Kilometer, der Durchmesser beträgt also 12.800 km und der Umfang etwa 40.000 Kilometer. Die Erde ist in zwei Schichten und einen Kern gegliedert (s. Abbildung). Den Planeten umgibt die Erdkruste. Als Festland files/Bildungsexplosion/img/Aufbau_der_Erde_schematisch; Quelle Wikipedia.svg.pngist diese bis zu 35 km stark, unter den Ozeanen - als Meeresboden - nur fünf bis acht Kilometer. Sie besteht zu fast 80 Prozent aus Verbindungen der Elemente Silizium und Sauerstoff (z.B. Kieselsäure SiO2). Der unter der Kruste gelegene etwa 2800 Kilometer dicke Erdmantel, der bei etwa 500 km Tiefe in einen oberen und einen unteren Abschnitt unterteilt wird, umgibt den Erdkern. Dessen äußerer Teil ist flüssig, der innere Kern, der bei einer Tiefe von 5100 km beginnt, ist fest. Die Temperatur beträgt im äußeren Erdkern fast 3000 Grad und am Erdmittelpunkt etwa 5000 Grad Celsius. Zusammen mit dem äußersten Teil des oberen Mantels bildet die Kruste die Lithosphäre, welche auf dem darunter liegenden Abschnitt des oberen Mantels liegt. Dieser obere Mantel besteht aus sehr zähem Material, das - wenn auch extrem träge - in erdhistorisch fassbaren Zeiträumen fließt. Die Platten der Lithosphäre schwimmen - vielleicht passt „kriechen“ für diesen Vorgang besser - auf der darunter liegenden Schicht, verbinden sich und reißen auseinander. Wo sie sich untereinander schieben, falten sie mächtige Gebirge auf, verursachen Vulkanausbrüche und Erdbeben. Die Erde ist also auch in ihrem Inneren kein kalter Felsen, sondern eine vielschichtige und aktive Plastik. Die Verschiebung der Lithosphärenplatten, die erst im 20. Jahrhundert entdeckt wurde - und die als tatsächliches Phänomen lange umstritten blieb - wurde von Geologen Plattentektonik oder etwas anschaulicher auch Kontinentaldrift getauft.

Seit sich die Erde vor 4,6 Milliarden Jahren formierte, war sie ganz überwiegend eisfrei. Um sich innerhalb dieses langen Zeitraums zu orientieren (was Sie im nächsten Kapitel systematisch lernen werden), helfen die unregelmäßig wiederkehrenden Eiszeitalter, in denen die Temperatur auf der Erde jeweils für viele Millionen Jahre absank und die antarktische Landmasse über dem Südpol vergletscherte. Vor 2,2 Milliarden Jahren (als schon Einzeller existierten) und vor etwa 750 Millionen Jahren traten solche langen Kältephasen auf und seit dem Beginn des Kambriums vor 542 Millionen Jahren kam es noch zu mindestens vier Eiszeitaltern.
Zu den vielfältigen Ursachen der Eiszeitalter gehören die sich langfristig periodisch ändernde Erdumlaufbahn und die schwankende Sonnenaktivität. Auf der Erde selbst trug die Plattentektonik zur Entstehung der Eiszeitalter bei. So fällt auf, dass es global kälter wurde, wenn große Landmassen am Südpol vereinigt waren. Weil die Sonnenstrahlen an den Polen flacher, also weniger gebündelt eintreffen, wärmen sie die Oberfläche weniger als am Äquator. Das ähnelt einer Taschenlampe, die einen intensiven Leuchtpunkt abgibt, wenn man sie senkrecht auf den Boden hält, aber die Oberfläche nur noch wenig erhellt, sobald man die Strahlen schräg über ein großes Areal verteilt. Als die am Südpol flach einfallenden Sonnenstrahlen nun auf eine Landmasse trafen, kühlte diese ab, denn der Boden kann die Wärmeenergie schlechter speichern als Wasser. Daher wurde der Südpol bald von Gletschern bedeckt. Die Eisflächen reflektierten wiederum die Sonnenstrahlen in das All zurück und so wurde die Antarktis mehrfach zur Kältemaschine für das Weltklima. Die im unterschiedlichen Winkel einfallenden Sonnenstrahlen verursachen übrigens auch die Jahreszeiten. Weil die Rotationsachse der Erde von ihrer Bahn um die Sonne um 23 Grad abweicht, neigt sie dem Zentralgestirn im halbjährlichen Rhythmus jeweils die Nord- oder die Südhalbkugel zu. Nach dem Taschenlampenprinzip (s.o.) fallen dann dort im Sommer die Strahlen im steileren Winkel und damit mehr gebündelt ein.

Wo Kontinentalplatten zusammenstießen, entstanden Hochgebirge, die Niederschläge verursachten und vergletscherten und somit ebenso das Weltklima beeinflussten. Die Eiszeitalter, deren Gesamtdauer nur etwa zehn Prozent der vergangen 542 Millionen Jahre einnimmt, werden in warme Abschnitte und Eiszeiten untergliedert und so leben wir seit mehr als 11.000 Jahren in einer Warmzeit innerhalb eines Eiszeitalters. Bildungsblitz  

 
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