Die Erde ist der einzige Planet, dessen englischer Name sich nicht aus der griechischen/römischen Mythologie ableitet. Der Name stammt aus dem Alt-Englischen und Germanischen. Es existieren selbstverständlich Hunderte anderer Namen für den Planeten in anderen Sprachen. In der römischen Mythologie war die Göttin der Erde Tellus - der fruchtbare Boden (Griechisch: Gaia, terra mater - Mutter Erde). Erst ab der Zeit von Kopernikus (im sechzehnten Jahrhundert) verstand man, dass die Erde einfach ein weiterer Planet ist. Selbstverständlich kann die Erde auch ohne die Hilfe von Raumfahrzeugen studiert werden. Dennoch war es erst ab dem zwanzigsten Jahrhundert möglich, dass wir über Karten des gesamten Planeten verfügten. Abbildungen des Planeten vom Weltraum aus sind vom beträchtlichen Wert; z.B. sind sie eine enorme Hilfe in der Wettervorhersage und besonders in der Bahnverfolgung und Vorhersage von Hurrikanen. Und sie sind außerordentlich schön.
Die Erde ist aus verschiedenen Schichten aufgebaut, die besondere chemische und seismische Eigenschaften besitzen (Tiefen in Kilometer):
- Kruste (0 - 40)
- Äußerer Mantel (40 - 400)
- Übergangsregion (400 - 650)
- Innerer Mantel (650 - 2.700)
- D-Schicht (2.700 - 2.890)
- Äußerer Kern (2.890 - 5.150)
- Innerer Kern (5.150 - 6.278)
Die Kruste schwankt beträchtlich in ihrer Stärke, sie ist dünner unter den Ozeanen, dicker unter den Kontinenten. Der innere Kern und die Kruste sind fest; die äußeren Kern- und Mantelschichten sind plastisch oder zähflüssig. Die verschiedenen Schichten werden durch Diskontinuitäten voneinander abgegrenzt, die in den seismischen Daten erkennbar sind; am besten bekannt von diesen ist die Mohorovicic Diskontinuität zwischen der Kruste und dem oberen Mantel.
Der größte Teil der Masse der Erde befindet sich im Mantel, der Rest überwiegend im Kern; der Teil, den wir bewohnen, ist ein winziger Bruchteil des Ganzen (nachfolgende Werte in x10^24 Kilogramm):
- Atmosphäre = 0,0000051
- Ozeane = 0,0014
- Kruste = 0,026
- Mantel = 4,043
- äußerer Kern = 1,835
- innerer Kern = 0,09675
Der Kern besteht vermutlich überwiegend aus Eisen (oder Nickel/Eisen) obwohl es möglich ist, dass auch einige leichtere Elemente dabei sein können. Temperaturen im Zentrum des Kernes erreichen etwa 7.500 Grad K, heißer als die Oberfläche der Sonne. Der unterere Mantel besteht vermutlich überwiegend aus Silikon, Magnesium und Sauerstoff mit etwas Eisen, Kalzium und Aluminium. Der größte Teil des oberen Mantels besteht aus Olivinen und Pyroxenen (Eisen-/Magnesium-Kieselsäureverbindungen), Kalzium und Aluminium. Wir wissen das meiste darüber nur durch die Seismotechnik; Proben vom oberen Mantel kommen als Lava aus Vulkanen an die Oberfläche, der größte Teil der Erde ist jedoch unzugänglich. Die Kruste besteht hauptsächlich aus Quarz (Silikondioxid) und anderen Kieselsäureverbindungen wie Feldspat. Insgesamt betrachtet ist der chemische Aufbau der Erde wie folgt (hinsichtlich Masse):
- 34,6% Eisen
- 29,5% Sauerstoff
- 15,2% Silikon
- 12,7% Magnesium
- 2,4% Nickel
- 1,9% Schwefel
- 0,05% Titan
Die Erde ist der dichteste größere Himmelskörper im Sonnensystem.
Die anderen erdähnlichen Planeten haben vermutlich ähnliche Strukturen und Zusammensetzungen mit einigen Unterschieden: der Mond hat allenfalls einen kleinen Kern; Merkur hat einen besonders großen Kern (im Verhältnis zu seinem Durchmesser); die Mäntel von Mars und Mond sind viel dicker; Mond und Merkur haben möglicherweise keine chemisch eindeutigen Krusten; die Erde hat womöglich als einzige einen eindeutigen inneren und äußeren Kern. Zu beachten ist jedoch, dass unser Wissen über das planetarische Innere, sogar für die Erde, überwiegend theoretisch ist.
Anders als bei den anderen erdähnlichen Planeten ist die Kruste der Erde in einige unterschiedliche feste Platten unterteilt, die unabhängig voneinander auf dem heißen Mantel darunter herumschwimmen. Die Theorie, die diesen Vorgang beschreibt, ist als Plattentektonik bekannt. Sie wird durch zwei Hauptprozesse gekennzeichnet: Verschiebung und Subduktion. Die Verschiebung tritt auf, wenn zwei Platten sich von einander weg bewegen und neue Kruste entsteht, indem Magma von unterhalb emporquillt. Subduktion tritt auf, wenn zwei Platten zusammenstoßen und der Rand von der einen unter den der anderen taucht und letztendlich im Mantel zerstört wird. Es gibt auch Querbewegung an einigen Plattengrenzen (z.B. der San Andreas Graben in Kalifornien) und Zusammenstöße zwischen kontinentalen Platten (z.B. Indien/Eurasien). Es gibt (zur Zeit) acht Hauptplatten:
- Nordamerikanische Platte - Nordamerika, westlicher Nordatlantik + Grönland
- Südamerikanische Platte - Südamerika + westlicher Südatlantik
- Antarktische Platte - Antarktis + "der südliche Ozean"
- Eurasische Platte - östlicher Nordatlantik, Europa + Asien außer Indien
- Afrikanische Platte - Afrika, östlicher Südatlantik + westlicher Indischer Ozean
- Indisch-Australische Platte - Indien, Australien, Neu-Seeland + der größte Teil des Indischen Ozeans
- Nazca Platte - östlicher Pazifischer Ozean angrenzend an Südamerika
- Südpazifische Platte - der größte Teil des Pazifischen Ozeans (und die Südküste von Kalifornien)
Es gibt auch Zwanzig oder mehr kleinere Platten wie die Arabische, die Kokos- und die Philippinische Platte. Erdbeben treten an den Plattengrenzen sehr häufig auf. Die Aufzeichnung ihrer Positionen ermöglicht sehr einfach die Darstellung der Plattengrenzen.
Die Oberfläche der Erde ist sehr jung. In der verhältnismäßig kurzen (in astronomischen Dimensionen) Periode von etwa 500.000.000 Jahren zerstörten und schufen Erosion und tektonische Prozesse den größten Teil der Erdoberfläche neu und beseitigen dadurch fast alle Spuren der Vorgeschichte der geologischen Oberfläche (wie z.B. Einschlagkrater). Daher wurde die ganze Frühgeschichte der Erde überwiegend ausgelöscht. Die Erde ist 4,5 bis 4,6 Milliarden Jahre alt, aber die ältesten bekannten Felsen sind ungefähr 4 Milliarden Jahre alt, Felsen älter als 3 Milliarden Jahre sind selten. Die ältesten Fossilien von lebenden Organismen sind weniger als 3,9 Milliarden Jahre alt. Es gibt keine Belege aus der kritischen Periode, als das Leben zum ersten Mal begann.
71 Prozent der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Die Erde ist der einzige Planet, auf dem Wasser in flüssiger Form auf der Oberfläche existieren kann (obwohl es vielleicht flüssiges Äthan oder Methan auf der Oberfläche von Titan und flüssiges Wasser unter der Oberfläche von Europa gibt). Flüssiges Wasser ist selbstverständlich unverzichtbar für das Leben, wie wir es kennen. Die Wärmekapazität der Ozeane ist auch sehr wichtig, um die Temperatur der Erde verhältnismäßig stabil zu halten. Flüssiges Wasser ist auch für den größten Teil der Erosion und der Verwitterung der Kontinente der Erde verantwortlich, ein Prozess, der im Solarsystem zur Zeit einzigartig ist (obwohl er auf dem Mars in der Vergangenheit ebenfalls aufgetreten sein kann).
Die Atmosphäre der Erde besteht aus 77% Stickstoff, 21% Sauerstoff und Spuren von Argon, Kohlendioxyd und Wasser. Es gab vermutlich eine sehr viel größere Menge Kohlendioxyd in der Atmosphäre der Erde zum Zeitpunkt ihrer Entstehung, aber sie ist seit dem fast vollständig in Kalkstein aufgenommen worden, in geringerem Ausmaß in den Ozeanen aufgelöst worden und durch Lebewesen verbraucht worden. Plattentektonik und biologische Prozesse bilden jetzt einen kontinuierlichen Kreislauf des Kohlendioxyds aus der Atmosphäre über diese verschiedenen "Abflüsse". Die winzige, ständig in der Atmosphäre vorhandene Menge von Kohlendioxyd ist extrem wichtig für die Beibehaltung der Oberflächentemperatur der Erde über den Treibhauseffekt. Der Treibhauseffekt lässt die durchschnittliche Oberflächentemperatur um über 35 Grad C über den Wert steigen, der stattdessen vorherrschen würde (von frostigen -21 Grad C bis auf komfortable +14 Grad C); ohne ihn würden die Ozeane zufrieren und das Leben, wie wir es kennen, wäre unmöglich.
Das Vorhandensein von freiem Sauerstoff ist hinsichtlich Chemie ziemlich bemerkenswert. Sauerstoff ist ein sehr reaktionsfreudiges Gas und würde sich unter "normalen" Umständen schnell mit anderen Elementen verbinden. Der Sauerstoff in der Atmosphäre der Erde wird durch biologische Prozesse produziert und beibehalten. Ohne das Leben würde es keinen freien Sauerstoff geben.
Die gegenseitige Anziehung von Erde und Mond verlangsamt die Umdrehungsgeschwindigkeit der Erde um ungefähr 2 Millisekunden pro Jahrhundert. Nach dem gegenwärtigen Stand der Forschung gab es vor ungefähr 900 Millionen Jahren 481 Tage pro Jahr mit jeweils 18 Stunden Länge.
Die Erde besitzt ein relativ schwaches magnetisches Feld, das durch elektrische Ströme im äußeren Kern verursacht wird. Die Wechselwirkung zwischen Solarwind, magnetischem Feld und oberer Atmosphäre der Erde verursacht die Polarlichter (siehe unter Interplanetarische Medien). Unregelmäßigkeiten in diesen Faktoren veranlassen die Wanderung der Magnetpole und sogar deren Umkehr im Verhältnis zu der Oberfläche; der geomagnetische Nordpol liegt zur Zeit in Nordkanada. (Der "geomagnetische Nordpol" ist die Position auf der Oberfläche der Erde direkt gegenüber dem Südpol des Erdfeldes; siehe dazu ein Diagramm.)
Das magnetische Feld der Erde und seine Wechselwirkung mit dem Solarwind produzieren auch die Van-Allen-Strahlungsgürtel, ein Paar Krapfen-förmige Ringe aus ionisiertem Gas (oder Plasma), eingeschlossen in einer Umlaufbahn um die Erde. Der äußere Gürtel erstreckt sich über eine Höhe von 19.000 bis zu 41.000 Kilometern; der innere Gürtel liegt in einer Höhe zwischen 13.000 und 7.600 Kilometern.
Aktualisiert am 15. April 2006
