Die Erde

Ein Planet wie kein anderer, den wir kennen

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne aus und der größte der vier Gesteinsplaneten. Aus großer Ferne ist sie eine kleine blau-weiße Kugel, doch aus der Nähe ist sie der einzige Ort im Universum, an dem Leben nachgewiesen ist.

Wer die Erde als einen von acht Planeten betrachtet, versteht besser, was sie besonders macht. Viele ihrer Merkmale gibt es in irgendeiner Form auch anderswo. Selten ist, wie sie hier zusammenkommen.

Die Erde ist außerdem der dichteste Planet des Sonnensystems. Ihr schwerer Eisenkern, der Gesteinsmantel und die dünne Kruste haben sich früh in ihrer Geschichte in Schichten getrennt, als der junge Planet noch heiß genug war, um teilweise geschmolzen zu sein.

Warum die Erde Leben tragen kann

Die Erde umkreist die Sonne in einem Abstand, in dem das Sonnenlicht stark genug ist, um Wasser flüssig zu halten, aber nicht so stark, dass es verdampft. Astronomen nennen diesen Bereich um einen Stern die habitable Zone, also den Abstandsbereich, in dem Oberflächenwasser flüssig bleiben könnte.

Etwa 71 Prozent der Oberfläche sind von Ozeanen bedeckt. Wasser speichert Wärme, verteilt sie über den Globus und löst die chemischen Stoffe, die Lebewesen brauchen.

Diese Ozeane enthalten etwa 97 Prozent des gesamten Wassers der Erde und sind im Mittel etwa 3,7 km tief. Der Großteil des Rests ist in Eiskappen und Gletschern gebunden, nur ein kleiner Anteil steckt in Flüssen, Seen und der Luft. Das Sonnenlicht, das etwa 8 Minuten zu uns braucht, treibt den Kreislauf an, der dieses Wasser zwischen Meer, Himmel und Land bewegt.

Die Erde ist zudem geologisch aktiv. Die Plattentektonik, die langsame Bewegung riesiger Krustenplatten, führt Kohlenstoff im Kreislauf zwischen Gestein, Ozeanen und Luft. Über Jahrmillionen wirkt das wie ein Thermostat, der verhindert, dass das Klima zu weit in Richtung Vereisung oder Überhitzung abdriftet.

Das Leben selbst hat den Planeten verändert. Winzige Meeresorganismen begannen vor mehr als 2 Milliarden Jahren, durch Photosynthese Sauerstoff freizusetzen, und füllten die Luft allmählich mit dem Gas, das die meisten Tiere heute atmen.

Luftschichten und ein unsichtbarer Schild

Die Atmosphäre besteht überwiegend aus Stickstoff und Sauerstoff, mit kleinen Mengen Argon, Kohlendioxid und Wasserdampf. Ihre unterste Schicht, die Troposphäre, reicht etwa 8 bis 15 km hoch und enthält fast unser gesamtes Wetter.

Darüber liegt die Stratosphäre mit der Ozonschicht, die einen Großteil der schädlichen ultravioletten Strahlung der Sonne aufnimmt. Noch höher folgen die Mesosphäre, in der die meisten Meteore verglühen, dann die Thermosphäre und die dünne Exosphäre, die in den Weltraum übergeht.

Tief im Inneren strömt der flüssige äußere Eisenkern der Erde und erzeugt ein Magnetfeld. Dieses Feld lenkt den Großteil des Sonnenwinds ab, eines Stroms geladener Teilchen von der Sonne. Wenn einige dieser Teilchen nahe den Polen eindringen, bringen sie den Himmel als Polarlicht zum Leuchten.

Die Atmosphäre wirkt außerdem wie eine Decke. Gase wie Kohlendioxid und Wasserdampf halten einen Teil der Wärme zurück, die der Boden abstrahlt. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt läge die Durchschnittstemperatur der Erde bei etwa −18 °C statt angenehmer 15 °C.

Die stille Arbeit des Mondes

Unser Mond ist im Vergleich zu seinem Planeten ungewöhnlich groß, etwa ein Viertel so breit wie die Erde. Seine Schwerkraft zieht an den Ozeanen und erzeugt zwei Wasserberge, die wir als Ebbe und Flut erleben, ungefähr zweimal am Tag.

Der Mond stabilisiert auch die Neigung der Erdachse. Ohne ihn könnte der Winkel der Achse über Jahrmillionen viel stärker schwanken, was heftigere Klimaänderungen mit sich brächte. Der Mond entfernt sich langsam, um etwa 3,8 cm pro Jahr, daher verändert sich diese Partnerschaft nur sehr allmählich.

Durch Gezeitenreibung bremst der Mond außerdem die Erddrehung ein klein wenig. Vor Hunderten Millionen Jahren dauerte ein Tag nur etwa 21 oder 22 Stunden.

Der Mond ist im Mittel etwa 384.400 km entfernt. Diese Lücke ist so groß, dass alle anderen Planeten des Sonnensystems nebeneinander hineinpassen würden. Trotzdem ist die Anziehung des Mondes stark genug, um jeden Tag sichtbare Spuren an unseren Küsten zu hinterlassen.

Jahreszeiten entstehen durch die Neigung

Die Erdachse ist um etwa 23,4 Grad geneigt. Während die Erde um die Sonne läuft, neigt sich mal die eine, mal die andere Halbkugel der Sonne zu und bekommt längere Tage und steiler einfallendes Sonnenlicht. Das ist Sommer; die abgewandte Seite hat Winter.

Verbreitet ist die Annahme, die Jahreszeiten entstünden, weil die Erde der Sonne näher oder ferner kommt. Der Abstand ändert sich tatsächlich ein wenig, doch am nächsten ist die Erde der Sonne Anfang Januar, also im Winter der Nordhalbkugel.

Nahe dem Äquator steht die Sonne das ganze Jahr über hoch, daher sind die Jahreszeiten dort mild und werden oft eher vom Regen als von der Temperatur bestimmt. In Polnähe bringt die Neigung im Sommer monatelanges Tageslicht und im Winter monatelange Dunkelheit.

Die Erde aus dem All

Am 24. Dezember 1968 sah die Besatzung von Apollo 8 die Erde über dem grauen Mondhorizont aufgehen. Astronaut Bill Anders machte ein Foto, das heute als Earthrise bekannt ist und vielen Menschen zum ersten Mal zeigte, wie klein und einsam unser Planet wirkt.

1990, als Voyager 1 das Sonnensystem verließ, richtete die Sonde ihre Kamera aus etwa 6 Milliarden km Entfernung zurück. Auf diesem Bild ist die Erde ein einzelner schwacher Punkt, kleiner als ein Pixel. Carl Sagan nannte ihn den Pale Blue Dot, den blassblauen Punkt, und nahm ihn zum Anlass, darüber nachzudenken, wie viel wir auf diesem winzigen Fleck gemeinsam haben.

Astronauten auf der Internationalen Raumstation, etwa 400 km über dem Boden, sehen die dünne Atmosphäre der Erde als schmale leuchtende Linie am Horizont. Viele beschreiben diesen Anblick als Mahnung, wie zerbrechlich unser Schutzschild aus Luft wirklich ist.

Unseren Planeten aus der Umlaufbahn erforschen

Heute betreiben NASA, ESA und andere Agenturen ganze Flotten von Erdbeobachtungssatelliten. Manche, wie die Landsat-Reihe, fotografieren die Landflächen seit 1972, sodass die Forschung Wälder, Städte und Küsten über Jahrzehnte vergleichen kann.

Andere Satelliten messen Meeresspiegel, Meerestemperatur, Dicke der Eisschilde, Niederschlag und die Gase in der Luft. Wettersatelliten senden alle paar Minuten Bilder, weshalb Vorhersagen Stürme schon bei ihrer Entstehung verfolgen können.

Dieser Blick von oben macht die Erde zu einem Planeten, den wir wie jeden anderen erforschen können, mit einem großen Unterschied: Wir leben hier, und die Messungen helfen uns, ihn zu bewahren.