Die Entstehung der Erdatmosphäre
Newsletter AbonierenWeltraumforschung.de - ForumLinks und DownloadsGästebuch lesenIhr Meinung zählt!

Die Erdatmosphäre

(Seite im Aufbau - Vorläufige Fassung)


ZurückZur der Hauptseite

Der Anfang der Zeit von ca. 15 Milliarden Jahren


Die Entstehung des Sonnensystems


Die Entwicklung der Kontinente


Die Entstehung des Lebens auf der Erde


Die Ära der Dinosaurier


Die Ära der Säugetiere


Die Vorgänger der menschlichen Rasse


Der moderne Mensch - Homo Sapiens


Die voraussichtliche Zukunft der Menschheit


Die Uratmosphäre

Die Uratmosphäre entstand durch Ausgasen der flüssigen Planeten. Die Atmosphäre bestand hauptsächlich aus Methan CH4 und etwas Ammoniak NH3 sowie Wasserstoff H2 und Wasser H2O. In den flüssigen Planeten setzte jetzt ein gigantischer Hochofenprozess ein, bei dem hauptsächlich Nickel- und Eisenoxid zu Nickel und Eisen reduziert wurden. Diese Bestandteile bildeten schließlich den Erdkern. Bei diesem Hochofenprozeß wurde Sauerstoff frei und erhöhte die Oxidationsstufe des Erdmantels und der ausgegasten Substanzen. In der Atmosphäre war jetzt Wasserdampf, Kohlendioxid und Stickstoff vorhanden. Es ist möglich, daß die damals existierende Atmosphäre die gleiche Zusammensetzung hatte wie die Gase, die heute beim Vulkanismus austreten.



Bildung der heutigen Atmosphäre

Die Bildung der heutigen Atmosphäre erfolgte gleichzeitig mit der Ausbildung der Hydrosphäre, Lithosphäre und Biosphäre. Durch Abstrahlung in den Weltraum kühlte sich die Erde immer weiter ab. In den höheren Atmosphärenschichten war die Abkühlung so groß, daß Wasserdampfübersättigung eintrat und sich Wolken bildeten. In diesen Wolken kam es zur Ausbildung von Niederschlag. Dieser Regen erreichte die Erdoberfläche noch nicht, er verdunstete in der noch sehr warmen unteren Atmosphäre und stieg wieder in größere Höhen, wo er wiederum zu Wolken kondensierte. Dieser Wasserkreislauf war mit einem sehr großen Energietransport verbunden, denn bei der Verdunstung in tieferen Atmosphärenschichten mußte die Verdunstungswärme aufgewendet werden, die dann in höheren Atmosphärenschichten bei der Kondensation zu Wolken wieder frei wurde. Man nennt diesen Wärmestrom "latenten Wärmestrom". Dieser Wärmestrom speiste die weitere Strahlungsabkühlung. Dieser gesamte Vorgang dauerte etwa 100.000 Jahre. Nach diesen 100.000 Jahren erreichte der Regen die Erdoberfläche. Für diese begann jetzt eine 40.000 Jahre dauernde Regenzeit. Am Anfang verdunstete aller Niederschlag, der auf die Erde kam, sofort wieder. Im Laufe der Zeit kühlte sich die Erdoberfläche aber immer mehr ab, so daß sich flüssiges Wasser in den tieferen Bereichen der Erdoberfläche sammelte, es bildete sich die Hydrosphäre. Durch den Regen wurde Kohlendioxid ausgewaschen und es bildeten sich in den Meeren Carbonatsedimente, das heißt die Lithosphäre.



Die Entstehung des Sauerstoffs

Eine Voraussetzung für die Ausbildung der Biosphäre war die Bildung von Sauerstoff in der Atmosphäre. Es gibt drei verschiedene chemische Reaktionen, die alle auf UV-Strahlung bzw. Strahlung im sichtbaren Licht angewiesen sind und bei denen sich Sauerstoff bildet.
1. Möglichkeit: Zwei Kohlendioxid Moleküle unter Einwirkung von UV-Strahlung zerfallen in zwei Kohlenmonoxid Moleküle und ein Sauerstoffmolekül. Bei dieser Reaktion entsteht neben dem Sauerstoff noch Kohlenmonoxid. Da die jetzige Atmosphäre aber nur wenig Kohlenmonoxid enthält, ist es nicht wahrscheinlich, daß diese Reaktion zur Bildung des Sauerstoffs geführt hat.
2. Möglichkeit: Zwie Wasser Moleküle unter Einwirkung von UV-Strahlung zerfallen in zwei Wasserstoff Moleküle und ein Sauerstoffmolekül. Bei dieser Reaktion bildet sich neben dem Sauerstoff Wasserstoff. Wasserstoff ist ein sehr leichtes Gas und kann die Atmosphäre in Richtung Weltraum verlassen. Der dabei gebildete Sauerstoff absorbiert aber andererseits die UV-Strahlung, so daß diese in tieferen Schichten dann nicht mehr für die Bildung von Sauerstoff nach obiger Gleichung zur Verfügung steht. Rechnungen zeigten, daß in einem Gleichgewichtszustand der Sauerstoffanteil in der Atmosphäre nur ein Tausendstel des Anteiles ist, der heute in der Atmosphäre vorhanden ist, das heißt, auch diese Reaktion kommt für die Bildung des Sauerstoffs in der Atmosphäre nicht in Frage.
3. Möglichkeit: Die Photosynthese (6 CO2 + 6 H2O + Licht + Chlorophyll --> C6H12O6 + 6 O2) ist die wahrscheinlichste Art, die zur der Biosphäre beigetragen hat. Diese Reaktion ist an das Vorhandensein von Pflanzen gebunden, denn mit der Bildung von Pflanzenmasse wird Kohlendioxid verbraucht und Sauerstoff freigesetzt. Der Vorgang wird Assimilation genannt. Neben dieser Assimilation gibt es aber auch noch eine Atmung der Pflanzen, bei der umgekehrt Sauerstoff in Kohlendioxid umgewandelt wird, und bei der Verwesung der Pflanzenmasse erfolgt ebenfalls wiederum eine Umwandlung von Sauerstoff in Kohlendioxid. Damit sich in der Atmosphäre der Sauerstoffanteil immer mehr vergrößern kann, darf ein Teil der Pflanzenmassse nicht verwesen, sie muß vielmehr unter Luftabschluß konserviert werden, das heißt, es müssen sich Sedimente bilden. Man hat ausgerechnet, daß 1022g organischer Kohlenstoff - das ist die Menge an Kohlenstoff, die unter Luftabschluß konserviert wurden 2,7 1022 g Sauerstoff entsprechen. Das ist zwanzigmal so viel wie in der heutigen Atmosphäre vorhanden ist. Die Differenz wurde für die Oxidation der Erdkruste und der alten Atmosphäre verwendet.





Home | Newsletter | Forum | Links | Gästebuch lesen | Ins Gästebuch eintragen | Impressum ]