Erde
Bildnachweis
Die Erde wird oft als der “blaue Planet” bezeichnet, weil ein Großteil der Erdoberfläche, etwa 70 %, von Wasser bedeckt ist. In diesen Wassern verbirgt sich Einiges, zum Beispiel fast alle Vulkane der Erde. Der hawaiianische Vulkan Mauna Kea ist an sich sogar höher als der Mount Everest, liegt aber größtenteils unter Wasser.
Weil Wasser viel Wärme speichern kann, wirkt es wie ein Puffer, der extreme Temperaturen und Temperaturwechsel verhindert. Meeresströmungen wie der Golfstrom haben einen großen Einfluss auf das Klima in den Küstenregionen. Seit Beginn der Beobachtung durch den Menschen haben sich die Temperaturen der Ozeane um etwa 1 Grad erhöht, was einer riesigen Menge an vom Menschen erzeugter Wärme entspricht.
Die innere Struktur der Erde ist wie eine Matroschka-Puppe aufgebaut: Der innerste Erdkern ist eine bis zu 5400 Grad heiße, feste Kugel aus Eisen und Nickel. Um den inneren Erdkern herum befindet sich der äußere Erdkern, eine etwa 2300 Kilometer dicke, flüssige Schicht aus flüssigem Eisen und Nickel. Sie wird durch Dichte- und Temperaturunterschiede langsam umgewälzt und erzeugt dadurch das Erdmagnetfeld. Darauf folgt der Erdmantel, die dickste Schicht der Erde. Dieses heiße Gemisch aus geschmolzenem Gestein ist etwa 2 900 Kilometer dick und zähflüssig wie Karamell. Die äußerste Schicht, die Erdkruste, ist an Land nur etwa 30 Kilometer dick.
Der Großteil des Lebens auf der Erde ist auf den Sauerstoff aus der Luft angewiesen. Außerdem nimmt die Luft die Sonnenenergie auf, verteilt sie durch Windströmungen und mildert damit Temperaturschwankungen ab. Unsere Atmosphäre besteht aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Höhen: In der Troposphäre (0 – 10 km über dem Boden) treten die meisten Wetterphänomene auf, in der Stratophähre (10 – 50 km) schützt uns die Ozonschicht vor UV-Strahlung, in der Mesophäre (50 – 85 km) ereignen sich Polarlichter und in der Thermophäre (85 – 600 km) umkreisen die ISS und viele Satelliten die Erde.
Forschende am Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik (IAP) in Kühlungsborn sind auf die Mesosphäre spezialisiert und erforschen diese mit Hilfe von LIDAR, Raketen, Radar und Simulationen.
Das Leben auf der Erde ist möglich, weil wir, neben flüssigem Wasser und einer atembaren Atmosphäre, ein Magnetfeld haben, das uns schützt: Es lenkt Teilchen des Sonnenwinds ab und schirmt uns so vor der radioaktiven Strahlung ab, die ein Überleben auf der Erdoberfläche ansonsten unmöglich machen würde. Die Teilchen des Sonnenwindes folgen den Magnetfeldlinien und stürzen dann in die Atmosphäre um den magnetischen Nord- und den Südpol. Deshalb kreist die ISS (in 400 km Höhe) auch nicht um die Pole, sondern um den Äquator: Hier ist die Strahlung sehr viel schwächer.
Einige Teilchen, hauptsächlich Elektronen und Protonen, werden vom Magnetfeld eingefangen und bilden den so genannten Van-Allen-Strahlungsgürtel. Dieser Gürtel schützt unsere Atmosphäre, die ansonsten vom Sonnenwind ins Weltall getragen würde. Die Stärke der Strahlung nimmt zu, je weniger Atmosphäre sich über einem befindet: Während eines Fluges ist die Strahlungsdosis daher pro Stunde etwa 12-mal höher als am Boden.
Das Leben auf der Erde entwickelte sich in den Ozeanen, etwa 3 Milliarden Jahre vor dem Leben an Land. Die Ozeane machen etwa 90 % des bewohnbaren Raums auf der Erde aus und sind sehr komplexe Systeme: Strömungen, ein kompliziertes Zusammenspiel aus Temperatur, Dichte, Salzgehalt und der Menge an gelösten Gasen, Gezeitenkräfte und Wassertiefen von einigen Zentimetern bis zu mehreren Kilometern. Forschende des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung (IOW) untersuchen das Ökosystem der Ostsee, nur 250 Meter von der Position der Erde auf dem Planetenweg Warnemünde entfernt. Sie versuchen zu verstehen, nach welchen Gesetzen die Küstenmeere funktionieren und wie der Mensch die Prozesse im Meer und an der Küste gestaltet und beeinflusst.
Audioguide
Promovierende vom Institut für Physik der Uni Rostock geben spannende Einblicke in ihre Forschung und erklären das Weltall.
Quiz
Warum sind die Polarlichter vor allem um den Nord- und Südpol zu beobachten?