am Puls Biologie 6, Schulbuch

157 Bioplanet Erde 9.1 Die Erde im Sonnensystem Am Anfang war der Wasserstoff… Woher stammen wir? Diese Frage beschäftigt wohl jeden Menschen irgendwann in seinem Leben. Man kann diese Frage auf vielen Ebe- nen beantworten, doch wir wollen hier bis zum Anbeginn der Zeit zurückschauen. Der Begriff Urknall (Big Bang) ist nicht erst seit der bekannten TV-Serie über junge Physiker allgemein geläufig. Er beschreibt die Entstehung des Universums vor ca. 13,8 Mrd. Jahren aus einem Punkt, in dem alle Materie vereint war (zum Vergleich: Unser Sonnen- system und die Erde ist ca. 4,5 Mrd. Jahre alt). Das Universum dehnt sich seither aus, nach ca. 300 000 Jahren bildeten sich die ersten Atome – fast ausschließlich Wasserstoff, sowie wenig Helium und Spuren anderer Elemente. Diese Wolken aus Atomen ballten sich auf- grund ihrer Schwerkraft zusammen. So ent- standen schließlich riesige Wasserstoffbälle, die groß genug waren, dass in ihren Inneren Drücke und Temperaturen herrschten, um Atome zu fusionieren. Dabei wurde Energie frei, die als Licht in den Weltraum strömte. Die ersten Sterne (Sonnen) waren entstanden! Mit der Zeit geht so der Wasserstoffvorrat eines Sterns zu Ende. Während kleine und mittelgroße Sterne mehr oder weniger spekta- kulär „ausbrennen“, ist das Ende großer Sterne sehr viel drastischer: Diese gewaltigen Gas- körper kollabieren, wenn zu wenig Materie übrig ist, um die Fusion aufrechtzuehalten: Ein solcher Kollaps kann zur Supernova wer- den – einer Sternexplosion, bei der die Materie in den Raum geschleudert wird. Aus den Resten von Supernovae (wie zB dem Krebsnebel, k Abb.1) können erneut Gaswolken entstehen. Diese enthalten nun aber schon schwere Ele- mente, so dass sich daraus neben Sonnen auch Planeten bilden können. Du siehst, wir leben in so einem Sonnensystem „zweiter Generation“, schließlich gibt es hier mehr als nur Wasserstoff. D. h., die meisten Atome deines Körpers entstan- den im Zentrum längst erloschener Sterne! Einzi- ge Ausnahme: Deine Wasserstoffatome – diese sind so alt wie das Universum selbst! Unser Sonnensystem besteht aus der zentralen Sonne, acht Planeten (zum Teil mit Monden) und einer Vielzahl kleinerer Himmelskörper, wie Zwergplaneten, Asteroiden, Meteoroiden oder Kometen. In Sonnen entstehen schwerere Elemente als Wasserstoff, die beim Kollabieren in den Weltraum geschleudert werden können Abb.1: Der Krebsnebel im Sternbild Stier. Dieser Nebel ist der Rest einer Sternexplosion, die 1054 auf der Erde beobachtet wurde. Die Sonderstellung der Erde Von allen Himmelskörpern in unserem Sonnen- system gibt es (nach aktuellem Forschungs- stand) nur auf unserem Planeten Leben. Was macht die Erde so besonders? Der wichtigste Faktor wurde schon angesprochen: Die Tempera- tur beträgt zwischen –90 °C (Antarktis) und knapp 58 °C (Death Valley), der Durchschnitt liegt bei 15 °C. In diesem Bereich ist Wasser flüssig, und davon gibt es reichlich. Nicht umsonst wird die Erde als „blauer Planet“ bezeichnet. Wasser ist der Stoff, der unsere Zellen erfüllt, und zu- gleich der wichtigste Lebensraum. Wasser speichert Wärme und schützt vor UV-Strahlung. Günstig ist auch die Größe: Zu kleine Planeten haben wenig Schwerkraft – Gase (auch Wasser- dampf) verflüchtigen sich in den Weltraum. Die Erde ist groß genug, um eine Atmosphäre zu hal- ten, deren Dichte und Zusammensetzung für die o. g. Temperaturen sorgt. Die Sonnenentfernung ist optimal, da uns genügend Sonnenlicht er- reicht, um daraus Energie zu gewinnen (durch Fo- tosynthese), aber nicht so viel, dass die Strahlung das Leben schädigt. Zuletzt besitzt die Erde ein Magnetfeld, das gefährliche geladene Teilchen abhält. Du siehst, die Erde ist wahrlich ein „Bio- planet“ –der einzige in unserem Sonnensystem. Die Erde hat günsti- ge Temperaturen, flüssiges Wasser in großer Menge, ideale Größe und Atmosphäre sowie ein schützendes Magnetfeld Variabilität, Verwandt- schaft, Geschichte und Evolution Aufgaben W 1 Such den vollständigen Songtext der Titelmelodie zu „The Big Bang Theory“ und übersetze den Text. Versuche mit Hilfe von Re- cherchen herauszufinden, welche Textteile nach heutigem Wissenstand korrekte Inhalte wiedergeben. W 2 Fertige mit Hilfe von Literatur eine Tabelle an, in der du die Planeten des Son- nensystems mit ihren Daten (Durchmesser, Sonnenabstand, Hauptbestandteile) anführst. Nimm auch andere Daten (Entdeckungsjahr, Atmosphäre etc.) hinzu. Basiskonzept Variabilität, Verwandtschaft, Geschich- te und Evolution: Das Leben entstand im Wasser, und auch wenn viele Arten im Lauf der Evolution das Land „erobert“ haben, sind sie doch vom Wasser abhängig. Man könnte sagen, unsere Zellen tragen den Ozean in sich. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv