Begegnungen mit der Natur Begegnungen mit der Natur 3 Christine-Eva Biegl
Begegnungen mit der Natur 3, Schulbuch + E-Book Schulbuchnummer: 220290 Begegnungen mit der Natur 3, Schulbuch E-Book Solo Schulbuchnummer: 220292 Mit Bescheid des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung vom 18. Oktober 2024, GZ 2023-0.757.310, gemäß § 14 Absatz 2 und 5 des Schulunterrichtsgesetzes, BGBl. Nr. 472/86, und gemäß den derzeit geltenden Lehrplänen als für den Unterrichtsgebrauch für die 3. Klasse an Mittelschulen und an allgemein bildenden höheren Schulen – Unterstufe im Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltbildung (Lehrplan 2023) geeignet erklärt. Dieses Werk wurde auf der Grundlage eines zielorientierten Lehrplans verfasst. Konkretisierung, Gewichtung und Umsetzung der Inhalte erfolgen durch die Lehrerinnen und Lehrer. Kopierverbot: Wir weisen darauf hin, dass das Kopieren zum Schulgebrauch aus diesem Buch verboten ist – § 42 Abs. 6 Urheberrechtsgesetz: „Die Befugnis zur Vervielfältigung zum eigenen Schulgebrauch gilt nicht für Werke, die ihrer Beschaffenheit und Bezeichnung nach zum Schul- oder Unterrichtsgebrauch bestimmt sind.“ Umschlagsbild: goro20 - stock.adobe.com Illustrationen: Adam Silye, Wien; Pia Moest, öbv, Wien: Seite 70.DBD; Arnold & Domnick, Leipzig: Seiten 5.3, 5.4, 6.u.; Christine Pleyl-Horzynek, Wien: Seiten 14.5, 38.32, 54.5, 58.20, 75.100, 79.3u, 80.8, 81.11, 112.15, 115.33, 116.36, 124.70; Cindy Leitner, Wien: Seiten 18.19, 18.21, 39.32, 39. DBD, 40.u., 42.u., 44.37, 44.u., 88.28, 117.38, 119.52; Hannes Margreiter, Wien: Seiten 41.1, 41.2, 41.3, 41.4, 41.5, 41.6, 43.1, 43.2, 43.3, 43.4, 43.5, 43.6, 43.7, 44.1, 44.2, 44.3, 44.4, 51.2d, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 68.76, 70.84, 70.84, 70.84, 70.84, 70.84, 70.84, 70.o.1, 70.o.2, 70.o.3, 71.86, 72.91, 73.DBD, 76.2, 110.6; Johanna Kramer-Gerstacker, öbv, Wien: Seite 30.6b, 30.6c, 30.6d; Martin Gaal, Wien: Seiten 93.36, 94.37, 94.37, 94.37, 94.37, 94.37, 94.37, 101.53; öbv, Wien: Seiten 63.46, 84.19; Susanne Ulreich-Riha, Wien: Seite 110.6; Wildner+DesignerGmbH, Fürth: Seiten 8.1, 13.2, 15.7, 15.9a, 15.9b, 16.13, 17.15, 32.14 b, 32.14 d, 32.14 f, 32.14 h, 32.14 j, 32.14 l, 32.14 n, 34.20, 34.21, 56.11, 56.12, 79.3o, 81.9, 82.12, 82.13, 83.14, 88.27, 89.29, 90.30, 91.32, 92.35, 94.37, 94.37, 94.37, 96.43a, 96.43b, 97.46, 98.48, 101.55 A, 101.55 B, 112.14; 1. Auflage (Druck 0001) © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co. KG, Wien 2025 www.oebv.at Alle Rechte vorbehalten. Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, gesetzlich verboten. Redaktion: Dr. Stefan Kapeller, Wien; Mag. Johanna Kramer-Gerstacker, Wien Herstellung: Sigrid Prünster Umschlaggestaltung: Jens-Peter Becker, normaldesign GbR, Schwäbisch Gmünd Layout: Jens-Peter Becker, normaldesign GbR, Schwäbisch Gmünd Satz: Arnold & Domnick, Leipzig Druck: Ferdinand Berger & Söhne Ges.m.b.H., Horn ISBN 978-3-209-12227-8 (Begegnungen m. d. Natur SB 3 + E-Book) ISBN 978-3-209-13383-0 (Begegnungen m. d. Natur SB 3 E-Book Solo) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
www.oebv.at Christine-Eva Biegl Begegnungen 3 mit der Natur Hol dir die Quiz-App zum Schulbuch im App-Store (iOS) oder Google Play-Store (Android)! Wähle in der App dein Buch aus, gib den Code BegNat3 ein und los geht’s! www.esquirrel.com Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Wie du mit Begegnungen mit der Natur arbeitest 4 THEMA Leben auf dem Planeten Erde 6 Bioplanet Erde Erde, Klima und Evolution 12 Kontinente in Bewegung 13 Plattentektonik und Klima 18 Klima und Evolution 21 Plattentektonik und Evolution 22 Bioplanet Erde – gut aufgepasst? 24 Bioplanet Erde – auf einen Blick! 25 Begegnungen mit der Natur – Plattentektonik, Klima und Evolution 26 Evolution Evolution – Arten ändern sich 28 Belege für die Evolution 29 Ursachen der Evolution 35 Stammbäume 38 Erdurzeit und Erdaltertum 40 Das Erdmittelalter 42 Die Erdneuzeit 44 Evolution – gut aufgepasst? 46 Evolution – auf einen Blick! 47 Muster in der Natur 48 Lebensraum Boden Boden als Grundlage des Lebens 50 Vom Gestein zum Boden 51 Der Kreislauf der Gesteine 56 Bodeneigenschaften 59 Geologie und Böden Österreichs 62 Von der Natur- zur Kulturlandschaft 64 Einfluss der Landwirtschaft auf Böden 69 Wasserhaushalt und Bodenversiegelung 75 Lebensraum Boden – gut aufgepasst? 76 Lebensraum Boden – auf einen Blick! 77 INHALT Animation Plattentektonik g55fp5 Animation Erdzeitalter 3hg4rf Animation Regenwurm rt6f37 Arbeitsheft M S. 4–10 Arbeitsheft M S. 11–16 Arbeitsheft M S. 17–26 2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Atmung und Kreislauf Atmungssysteme 78 Kiemen ermöglichen Atmung im Wasser 79 Gasaustausch mit Tracheen 80 Lungenatmung bei Wirbeltieren 81 Die Atmung des Menschen 82 Schadstoffe belasten die Atemluft 86 Rauchen gefährdet die Gesundheit 87 Kreislaufsysteme 88 Stofftransport beim Menschen 90 Das Blut und seine Bestandteile 94 Auch die Lymphe transportiert Stoffe 98 Herz-Kreislauferkrankungen 99 Die Ausscheidung des Menschen 100 Atmung und Kreislauf – gut aufgepasst? 102 Atmung und Kreislauf – auf einen Blick! 103 THEMA Aquatische Lebensräume – Gewässer und Feuchtgebiete 104 Aquatische Lebensräume Leben in und am Wasser 108 Fließgewässer 109 Altarme – stehende Gewässer in der Au 112 Leben in Ozeanen und Meeren 116 Das Watt 118 Mangrovenwälder in den Tropen 120 Korallenriffe 121 Leben in der Freiwasserzone 122 Tiefsee und Tiefseeböden 123 Einflüsse des Menschen 124 Aquatische Lebensräume – gut aufgepasst? 126 Aquatische Lebensräume – auf einen Blick! 127 Stichwortregister 128 Bildquellenverzeichnis 129 Animation Atmung Fische 9i4e85 Animation Atmung Vögel 3ng6p5 Animation Entstehung einer Au j86m4h Arbeitsheft M S. 27–40 Arbeitsheft M S. 41–46 3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Blick ins Buch Digitale Zusatzmaterialien Online-Codes Einfach den Code im Suchfenster auf www.oebv.at eingeben und du wirst direkt zu digitalem Zusatzmaterial (zB Videoclips, Animationen, interaktive Übungen) oder Lösungen weitergeleitet. öbv QuickMedia 1. Scanne den QR-Code und lade die App auf dein Smartphone oder dein Tablet. 2. Scanne deinen Buchumschlag oder wähle dein Schulbuch in der App-Medienliste aus. 3. Scanne eine gekennzeichnete Buchseite oder wähle ein Audio/Video aus der App-Medienliste aus. Wie du mit Begegnungen mit der Natur arbeitest Buchseite Hier erarbeitest du dir ein biologisches Thema mithilfe von Informationen, Abbildungen und verschiedenen Aufgaben. In der Randspalte findest du Erklärungen zu Fachbegriffen, Wortherkünfte sowie inhaltliche Ergänzungen, die zum Verständnis beitragen. Du bist dran! Die Aufgaben fördern dein selbstständiges Arbeiten. Kenn ich das? Hier kannst du Wissen anhand wiederkehrender Muster in der Natur vernetzen. Evolution Mutation – Veränderungen im Erbmaterial Erbanlagen können sich spontan oder durch äußere Einflüsse (zB durch Strahlung) verändern. Findet so eine Mutation in einer Geschlechtszelle statt, wird sie an die Nachkommen weitergegeben. Es gibt Mutationen, die unbemerkt bleiben. Durch manche Mutationen entstehen aber neue Merkmale bzw. Eigenschaften. Sie können ein Nachteil für das betroffene Lebewesen sein, aber auch positive Auswirkungen haben. Natürliche Auslese – nicht alle Nachkommen überleben Lebewesen, die aufgrund bestimmter Merkmale in ihrer Umwelt einen Vorteil haben, haben eine größere Chance zu überleben, sich fortzupflanzen und ihre vorteilhaften Eigenschaften an die Jungen weiterzugeben. Stieglitze, die stabile Nester bauen oder einen Schnabel aufweisen, der noch besser zum Samenpicken geeignet ist, haben gegenüber Stieglitzen, die schlampige Nester bauen oder einen Schnabel aufweisen, der nicht so gut zum Samenpicken geeignet ist, einen größeren Fortpflanzungserfolg. So werden durch natürliche Selektion geeignete Merkmale gefördert und ungeeignete Merkmale beseitigt. Mutation mutare (lat.) = ändern, verändern natürliche Selektion natürliche Auslese; Lebewesen sind verschiedenen Umwelteinflüssen ausgesetzt (Nahrungsangebot, Feinde, Konkurrenz, Klima, Licht …). Diese wirken als Auslese- oder Selektionsfaktoren, da nur die Lebewesen, die am besten an sie angepasst sind, überleben und die Merkmale an die Nachkommen vererben können; selectio (lat.) = das Auslesen Bei Umweltänderungen kann ein Vorteil zum Nachteil werden Der Birkenspanner, ein nachtaktiver Schmetterling, hat eine weiße Grundfarbe mit schwarzer Zeichnung. Tagsüber sitzt das Insekt bevorzugt auf Birken, wo man es aufgrund seiner Färbung kaum erkennen kann. Es ist dort vor Fressfeinden relativ sicher. Durch Mutation treten hin und wieder auch dunkel gefärbte Birkenspanner auf. Im Gegensatz zu ihren Artgenossen sind sie auf den Birken leicht zu erkennen und werden deshalb gefressen ( Abb. 25). Ende des 19. Jahrhunderts waren plötzlich 98 % der in der Nähe von Manchester lebenden Birkenspanner schwarz. Was war passiert? Die Erfindung der Dampfmaschine 1769 führte zur Industrialisierung, in deren Folge die Luft zunehmend verschmutzt wurde. In den Industriezentren färbten Staub und Ruß die Birkenstämme allmählich dunkel. Nun waren die dunklen Birkenspanner gut getarnt und damit im Vorteil. Dunkle Nachkommen überlebten und konnten sich vermehren, die weißen wurden gefressen ( Abb. 26). Kenn ich das? 25 Wo ist der helle Birkenspanner? 26 Wo ist der dunkle Birkenspanner? 27 Sandfarbene Löwin auf Suche nach Beute 28 Weiße Löwinnen halten Ausschau nach Beute. 1. Durch ungeschlechtliche Fortpflanzung (zB Zweiteilung) entstehen Klone. Es kann jedoch auch vorkommen, dass das Erbmaterial der Nachkommen nicht genau identisch ist. Finde ein Erklärung dafür. 2. „Ohne Mutationen gäbe es keine Evolution.“ Erläutere diese Aussage. 3. Löwen, deren Fell aufgrund einer Mutation weiß ist, sind in freier Wildbahn sehr selten ( Abb. 28). Finde mögliche Begründungen dafür . 4. „Die Mutation, die bei Löwen zur weißen Fellfarbe führt, ist negativ.“ Beurteile die Korrektheit dieser Aussage und gib eine Begründung dafür an. Du bist dran! 36 Atmung und Kreislauf – auf einen Blick! Atmung und Kreislauf Die Form der Atemorgane passt zu ihrer Aufgabe ă Der Gasaustausch findet an der Oberfläche der Atemorgane statt. Größere Oberflächen ermöglichen mehr Stoffaustausch (Prinzip der Oberflächenvergrößerung). Kiemen kommen bei vielen wasserlebenden Organismen vor. Sie ermöglichen die Sauerstoffaufnahme aus dem Wasser. Tracheen sind Röhrensysteme, die bei Insekten und anderen Gliederfüßern vorkommen. Die meisten Landwirbeltiere haben Lungen. Tracheen- und Lungenatmer nutzen den Sauerstoff aus der Atmosphäre. Das Blut ist ein Transportsystem – angepasst an die jeweilige Umwelt ă Im Laufe der Evolution haben sich unterschiedliche Transportsysteme entwickelt, die mithilfe von Transportflüssigkeiten Nährstoffe, Sauerstoff, Stoffwechselendprodukte uvam. im Körper dorthin befördern, wo sie benötigt, beziehungsweise ausgeschieden werden. ă Gliederfüßer und die meisten Weichtiere haben ein offenes Kreislaufsystem. Die Transportflüssigkeit, die Hämolymphe, fließt nur für kurze Strecken in Gefäßen. ă Kreislaufsysteme, bei denen die Transportflüssigkeit auf ihrem Weg durch den Körper stets innerhalb von Gefäßen fließt, werden als geschlossene Kreislaufsysteme bezeichnet. ă Fische haben einen einfachen Blutkreislauf. Mit dem Übergang zum Landleben und der damit verbundenen Lungenatmung haben Amphibien, Reptilien, Vögel und Säuger einen doppelten Kreislauf entwickelt. Atmung und Kreislauf – auf einen Blick! Atmung und Kreislauf – gut aufgepasst? Atmung und Kreislauf – das hast du gelernt! 1. Löse das Kreuzworträtsel! Die nummerierten Buchstaben verraten dir den Namen einer Erbkrankheit, bei der die Blutgerinnung gestört ist. 1 Gefäße, die Blut vom Herzen wegführen 2 Herzräume 3 Blutflüssigkeit 4 verhindern den Rückstrom des Blutes im Herzen 5 roter Blutfarbstoff 6 Atmungsorgane der Insekten 7 Transportflüssigkeit bei Wirbeltieren 8 Atmungsorgane der Fische 9 Transportflüssigkeit bei offenem Blutkreislauf Lösung: 12345678910 1 2 3 4 9 5 7 6 6 10 5 2 8 8 9 1 4 3 7 Atmung und Kreislauf erforschen 2. Kerzen benötigen Sauerstoff, um zu brennen. Mit folgendem Versuch kannst du überprüfen, ob die Luft in deiner Umgebung mehr oder weniger Sauerstoff enthält als deine Atemluft. Vergiss nicht, ein Versuchsprotokoll anzulegen und erst eine Vermutung zu notieren! Du benötigst: 2 Teelichter, 2 Einmachglaser, 1 Strohhalm (am besten knickbar) So geht’s: 1. Stelle die Teelichter auf den Tisch und zünde sie an. 2. Stelle ein Glas aufrecht daneben, sodass es mit normaler Umgebungsluft gefüllt ist. 3. Drehe das andere Glas um und führe den Strohhalm von unten durch die Öffnung. 4. Atme vier Mal durch den Trinkhalm in das Glas. Die Feuchtigkeit deines Atems wird sich vielleicht am Glas niederschlagen. 5. Stülpe nun beide Gläser über die brennenden Kerzen. Beobachte was passiert. War deine Vermutung richtig? Interpretiere das Ergebnis deines Versuches. 3. Lies die Aussagen der beiden Figuren. Bezieh Stellung dazu und begründe deine Argumente. Nach der Schule spiele ich den restlichen Tag am Computer oder am Handy. Das entspannt mich und ist somit gut für die Gesundheit. Wenn man sich an warmen Tagen körperlich anstrengt, soll man viel trinken. Am besten Wasser! Nicht benötigte Stoffe werden aus dem Körper ausgeschieden ă Stoffe im Körper, die nicht mehr benötigt werden, müssen vom Körper ausgeschieden werden. Kohlenstoffdioxid wird durch die Lunge ausgeatmet. Unverdauliche Nahrungsreste werden durch den Dickdarm mit dem Kot abgegeben. ă Beim Abbau von stickstoffhaltigen Verbindungen bilden sich Harnstoff und Harnsäure. Ein Teil des Harnstoffs wird über die Haut mit dem Schweiß ausgeschieden. Der Großteil des Harnstoffes, sowie andere giftige Substanzen, verlassen mit dem Harn unseren Körper. Die Harnbildung findet in den Nieren statt. Der Körper reagiert auf schädliche Umwelteinflüsse ă Unsere Atemluft ist schadstoffbelastet. Große Mengen vom klimaschädlichen Kohlenstoffdioxid (CO2) und Schadstoffe wie Kohlenstoffmonoxid (CO), Schwefeldioxid (SO2) und Stickstoffoxide (NOX) sowie Feinstaub und Ruß entstehen hauptsächlich als Abgase bei der Verbrennung von organischem Material (zB fossilen Brennstoffen). ă Rauchen ist schädlich. Zigarettenrauch zerstört die Flimmerhärchen. Kohlenstoffmonoxid behindert den Sauerstofftransport. Nikotin beeinträchtigt das Herz-Kreislauf-System und macht süchtig. Bestimmte Inhaltsstoffe sind außerdem krebserregend. 3nz7yb Lösungen Versuchsprotokoll 3p4z95 102 103 Wiederholung und Zusammenfassung Gut aufgepasst? Am Ende eines Abschnitts findest du drei Aufgaben. Die 1. Aufgabe hilft die, das Gelernte zu festigen. Bei der 2. Aufgabe wirst du selbst aktiv und kannst forschend Neues entdecken. Die 3. Aufgabe ladet dich ein, dir Gedanken zu machen und Aussagen kritisch zu hinterfragen. Auf einen Blick! Auf diesen Abschlussseiten findest du eine Zusammenfassung der wichtigsten Inhalte, damit du den Überblick behältst! Android iOS Thema Auf diesen Seiten werden Zusammenhänge der Biologie verdeutlicht. Sie führen dich von einem Themenbereich in den nächsten. Gut aufgepasst? Auf einen Blick! Thema Die Erde und ihre Atmosphäre Leben auf dem Planeten Erde Das Weltall enthält neuesten Schätzungen zufolge mehr als eine Billion Sternensysteme, sogenannte Galaxien. Es sind Ansammlungen von Milliarden von Sternen, Planeten und anderen Himmelskörpern. Sterne, wie unsere Sonne, sind Himmelskörper, die Energie abstrahlen. Dadurch sind sie sehr heiß und leuchten. Planeten senden selbst kein Licht aus. Sie reflektieren aber das Licht der Sonne, von der sie angestrahlt werden, und erscheinen am Nachthimmel als Lichtpunkte. Monde oder Satelliten sind Himmelskörper, die auf bestimmten Umlaufbahnen Planeten umkreisen. Die Erde hat einen Mond. eine Billion = 1000 Milliarden, 1 Milliarde = 1000 Millionen Sterne werden auch als Sonnen bezeichnet. Planet großer Himmelskörper, der auf einer bestimmten Umlaufbahn einen Stern umkreist; planetes (griech.) = umherirren Satelliten Neben den natürlichen gibt es auch künstliche, von Menschen in den Weltraum gebrachte, Satelliten (zB Wettersatelliten, Forschungssatelliten); satelles (lat.) = Begleiter, Leibwächter Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Uranus Durchmesser: 51 000 km Rotationsdauer: 22 h Dauer der Sonnenumkreisung: 84 Jahre Temperatur: ca. –180 °C Neptun Durchmesser: 49 000 km Rotationsdauer: 16 h Dauer der Sonnenumkreisung: 165 Jahre Temperatur: –200 bis zu –218 °C Mittlere Entfernung von der Sonne Neptun Uranus 4,5 Mrd. km 3 Mrd. km 1,4 Mrd. km 780 Mio. km Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Saturn Saturn Durchmesser: 120 000 km Rotationsdauer: 11 h Dauer der Sonnenumkreisung: 30 Jahre Temperatur: –150 °C Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Jupiter Jupiter Durchmesser: 143 000 km Rotationsdauer: 10 h Dauer der Sonnenumkreisung: 12 Jahre Temperatur: –130 °C 6 4 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Tabellen eignen sich für Vergleiche und Gegenüberstellungen Tabellen eignen sich gut, um Unterschiede und Gemeinsamkeiten zu verdeutlichen. Schreibe in die obere Zeile, was du vergleichen möchtest. Schreibe in die linke Spalte die Merkmale, die du vergleichen möchtest. In die Felder kannst du dann die entsprechenden Informationen eintragen. Apfel Erdbeere Pflanzenfamilie Rosengewächse Rosengewächse Reifezeit Juli–Oktober Mai–August Fruchtart Kernobst Sammelnussfrucht 2 Tabelle: Unterschiede und Gemeinsamkeiten Informationen und Ergebnisse darstellen In der 1. und 2. Klasse hast du gelernt, wie du wissenschaftliche Versuche durchführst und Informationen im Internet recherchieren kannst. Nun lernst du Möglichkeiten kennen, wie du Informationen (zB einer Recherche) oder Ergebnisse von Versuchen übersichtlich darstellen und präsentieren kannst. Beschreibung der Ergebnisse in einem gegliederten Text Beschränke dich bei der Zusammenfassung von Ergebnissen auf wenige wesentliche Kernaussagen. Weitere Ergebnisse und Erklärungen kannst du jeweils als untergeordnete Zusatzinformationen ergänzen, zB in Form einer Liste. Dadurch fällt es den Leserinnen und Lesern leichter, den Überblick zu behalten. Regional produziertes Gemüse ist frischer als Gemüse aus entfernten Ländern • Kürzere Transportwege und Transportdauer • Ernte in reiferem Zustand möglich Biologische Landwirtschaft ist umweltfreundlicher als intensive Landwirtschaft • Keine Pestizide • Umweltschonende Produktion, artgerechte Tierhaltung 1 Gliederung der Information in Kernaussagen und Zusatzinformation Am Beispiel Landwirtschaft Diagramme veranschaulichen Zahlen und Messwerte Zahlen und Messwerte aus Versuchen kannst du anschaulich in Diagrammen darstellen. Sie verdeutlichen deine Ergebnisse auf einen Blick. Es stehen dir dabei verschiedene Darstellungsarten zur Verfügung. Häufige Diagramm-Arten sind das Säulendiagramm (Balkendiagramm) und das Liniendiagramm. Mit Säulendiagrammen kannst du Messwerte oder Ergebnisse verschiedener Untersuchungsobjekte vergleichen. Liniendiagramme eignen sich, um den zeitlichen Verlauf von Messungen eines Untersuchungsobjektes darzustellen. Informationen und Ergebnisse darstellen In der 2. Klasse hast du gelernt, wie du wissenschaftliche Experimente durchführst. Nun lernst du Möglichkeiten kennen, wie du Informationen (zB einer Recherche) oder Ergebnisse von Experimenten übersichtlich darstellen und präsentieren kannst. Beschreibung der Ergebnisse in einem gegliederten Text Beschränke dich bei der Zusammenfassung von Ergebnissen auf wenige wesentliche Kernaussagen. Weitere Ergebnisse und Erklärungen kannst du jeweils als untergeordnete Zusatzinformationen ergänzen, zB in Form einer Liste. Dadurch fällt es den Leserinnen und Lesern leichter, den Überblick zu behalten. Regional produziertes Gemüse ist frischer als Gemüse aus entfernten Ländern • Kürzere Transportwege und Transportdauer • Ernte in reiferem Zustand möglich Biologische Landwirtschaft ist umweltfreundlicher als intensive Landwirtschaft • Keine Pestizide • Umweltschonende Produktion, artgerechte Tierhaltung 1 Gliederung der Information in Kernaussagen und Zusatzinformation am Beispiel Landwirtschaft Tabellen eignen sich für Vergleiche und Gegenüberstellungen Tabellen eignen sich gut, um Unterschiede und Gemeinsamkeiten zu verdeutlichen. Schreibe in die obere Zeile, was du vergleichen möchtest. Schreibe in die linke Spalte die Merkmale, die du vergleichen möchtest. In die Felder kannst du dann die entsprechenden Informationen eintragen. Apfel Erdbeere Pflanzenfamilie Rosengewächse Rosengewächse Reifezeit Juli-Oktober Mai-August Fruchtart Kernobst Sammelnussfrucht 2 Tabelle: Unterschiede und Gemeinsamkeiten von Äpfeln und Erdbeeren Diagramme veranschaulichen Zahlen und Messwerte Zahlen und Messwerte aus Experimenten kannst du anschaulich in Diagrammen darstellen. Sie verdeutlichen deine Ergebnisse auf einen Blick. Es stehen dir dabei verschiedene Darstellungsarten zur Verfügung. Häufige Diagramm-Arten sind das Säulendiagramm (Balkendiagramm) und das Liniendiagramm. Mit Säulendiagrammen kannst du Messwerte oder Ergebnisse verschiedener Untersuchungsobjekte vergleichen. Liniendiagramme eignen sich, um den zeitlichen Verlauf von Messungen eines Untersuchungsobjektes darzustellen. 3 Säulendiagramm: Erntemenge der häufigsten Gemüsearten in Österreich 2017 in Tonnen 200000 150000 100000 50000 0 Zwiebel Karotten Tomaten Salate Gurken 4 Liniendiagramm: Anzahl der landwirtschaftlichen Bio- Betriebe in Österreich in den Jahren von 1970 bis 2016 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 1970 1980 1990 2000 2010 5 3 Säulendiagramm (Balkendiagramm): Erntemenge der häufigsten Gemüsearten in Österreich 2017 in Tonnen Informationen und Ergebnisse darstellen In der 2. Klasse hast du gelernt, wie du wissenschaftliche Experimente durchführst. Nun lernst du Möglichkeiten kennen, wie du Informationen (zB einer Recherche) oder Ergebnisse von Experimenten übersichtlich darstellen und präsentieren kannst. Beschreibung der Ergebnisse in einem gegliederten Text Beschränke dich bei der Zusammenfassung von Ergebnissen auf wenige wesentliche Kernaussagen. Weitere Ergebnisse und Erklärungen kannst du jeweils als untergeordnete Zusatzinformationen ergänzen, zB in Form einer Liste. Dadurch fällt es den Leserinnen und Lesern leichter, den Überblick zu behalten. Regional produziertes Gemüse ist frischer als Gemüse aus entfernten Ländern • Kürzere Transportwege und Transportdauer • Ernte in reiferem Zustand möglich Biologische Landwirtschaft ist umweltfreundlicher als intensive Landwirtschaft • Keine Pestizide • Umweltschonende Produktion, artgerechte Tierhaltung 1 Gliederung der Information in Kernaussagen und Zusatzinformation am Beispiel Landwirtschaft Tabellen eignen sich für Vergleiche und Gegenüberstellungen Tabellen eignen sich gut, um Unterschiede und Gemeinsamkeiten zu verdeutlichen. Schreibe in die obere Zeile, was du vergleichen möchtest. Schreibe in die linke Spalte die Merkmale, die du vergleichen möchtest. In die Felder kannst du dann die entsprechenden Informationen eintragen. Apfel Erdbeere Pflanzenfamilie Rosengewächse Rosengewächse Reifezeit Juli-Oktober Mai-August Fruchtart Kernobst Sammelnussfrucht 2 Tabelle: Unterschiede und Gemeinsamkeiten von Äpfeln und Erdbeeren Diagramme veranschaulichen Zahlen und Messwerte Zahlen und Messwerte aus Experimenten kannst du anschaulich in Diagrammen darstellen. Sie verdeutlichen deine Ergebnisse auf einen Blick. Es stehen dir dabei verschiedene Darstellungsarten zur Verfügung. Häufige Diagramm-Arten sind das Säulendiagramm (Balkendiagramm) und das Liniendiagramm. Mit Säulendiagrammen kannst du Messwerte oder Ergebnisse verschiedener Untersuchungsobjekte vergleichen. Liniendiagramme eignen sich, um den zeitlichen Verlauf von Messungen eines Untersuchungsobjektes darzustellen. 3 Säulendiagramm: Erntemenge der häufigsten Gemüsearten in Österreich 2017 in Tonnen 200000 150000 100000 50000 0 Zwiebel Karotten 25.000 20.000 4 Liniendiagramm: Anzahl der landwirtschaftlichen Bio-Betriebe in Österreich in den Jahren von 1970 bis 2016 5 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Thema Die Erde und ihre Atmosphäre Leben auf dem Planeten Erde Das Weltall enthält neuesten Schätzungen zufolge mehr als eine Billion Sternensysteme, sogenannte Galaxien. Es sind Ansammlungen von Milliarden von Sternen, Planeten und anderen Himmelskörpern. Sterne, wie unsere Sonne, sind Himmelskörper, die Energie abstrahlen. Dadurch sind sie sehr heiß und leuchten. Planeten senden selbst kein Licht aus. Sie reflektieren aber das Licht der Sonne, von der sie angestrahlt werden, und erscheinen am Nachthimmel als Lichtpunkte. Monde oder Satelliten sind Himmelskörper, die auf bestimmten Umlaufbahnen Planeten umkreisen. Die Erde hat einen Mond. eine Billion = 1000 Milliarden, 1 Milliarde = 1000 Millionen Sterne werden auch als Sonnen bezeichnet. Planet großer Himmelskörper, der auf einer bestimmten Umlaufbahn einen Stern umkreist; planetes (griech.) = umherirren Satelliten Neben den natürlichen gibt es auch künstliche, von Menschen in den Weltraum gebrachte, Satelliten (zB Wettersatelliten, Forschungssatelliten); satelles (lat.) = Begleiter, Leibwächter Erde Ven Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Uranus Durchmesser: 51 000 km Rotationsdauer: 22 h Dauer der Sonnenumkreisung: 84 Jahre Temperatur: ca. –180 °C Neptun Durchmesser: 49 000 km Rotationsdauer: 16 h Dauer der Sonnenumkreisung: 165 Jahre Temperatur: –200 bis zu –218 °C Mittlere Entfernung von der Sonne Neptun Uranus 4,5 Mrd. km 3 Mrd. km 1,4 Mrd. km 780 Mio. km Erde Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Ma Jupiter Saturn Uranus Neptun Saturn Saturn Durchmesser: 120 000 km Rotationsdauer: 11 h Dauer der Sonnenumkreisung: 30 Jahre Temperatur: –150 °C M Jupiter Saturn Uranus Neptun Jupiter Jupiter Durchmesser: 143 000 km Rotationsdauer: 10 h Dauer der Sonnenumkreisung: 12 Jahre Temperatur: –130 °C 6 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Die Erde und ihre Atmosphäre Unser Sonnensystem liegt in der Milchstraße Ein Sonnensystem besteht aus einer Sonne und den sie umkreisenden Himmelskörpern. Unsere Sonne wird von acht großen ( Abb. unten) und einer Vielzahl von kleinen Planeten umwandert. Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn lassen sich am Nachthimmel mit freiem Auge erkennen. Uranus und Neptun sind so weit entfernt, dass für ihre Beobachtung ein Teleskop ( Seite 6 Abb. oben links) benötigt wird. Merkur, Venus und Mars sind wie die Erde aus festem Gestein aufgebaut. Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun haben keine feste Oberfläche, da sie aus Gasen bestehen – hauptsächlich aus Wasserstoff, Helium und Methan. Unser Sonnensystem liegt in der Milchstraße. Es handelt sich hierbei um eine Ansammlung vieler Millionen von Sternen, die so weit von der Erde entfernt sind, dass sie einzeln nicht mehr zu erkennen sind. Ihr Licht strahlt für uns als milchig weißes Band erkennbar über den Himmel. Die Milchstraße ist ein Teil der nach ihr benannten Galaxie, des Milchstraßensystems ( Seite 6, Abb. oben rechts). Flüssiges Wasser und die Atmosphäre ermöglichen Leben Leben in unserem Sonnensystem gibt es nach derzeitigem Wissensstand nur auf der Erde. Diese Tatsache verdanken wir dem Zufall, dass sie einen günstigen Abstand zur Sonne hat (ungefähr 150 Millionen Kilometer). Wäre die Entfernung zur Sonne geringer, würden die Oberflächengewässer, die etwa zwei Drittel der Erde bedecken, verdampfen. Wäre die Erde weiter entfernt, würde alles Wasser vereisen. In beiden Fällen wäre jegliches Leben, so wie wir es kennen, unvorstellbar. Eine weitere Voraussetzung für das Leben auf der Erde ist die Erdatmosphäre. Sie enthält den für viele Lebewesen notwendigen Sauerstoff und schützt vor Kälte ( Treibhauseffekt, S. 8) sowie gefährlicher Sonnenstrahlung ( Ozonschicht, S. 9). Sonne Unsere Sonne besteht hauptsächlich aus Gasen , zum größten Teil aus Wasserstoffgas. Im Inneren der Sonne herrschen ein sehr hoher Druck und sehr hohe Temperaturen. Unter diesen extremen Bedingungen wandelt sich Wasserstoffgas zu Heliumgas um. Dabei wird sehr viel Energie (Licht und Wärme) freigesetzt, die die Sonne in alle Richtungen abstrahlt. Teleskop Fernrohr; optisches Hilfsmittel, mit dem man weit entfernte Gegenstände betrachten kann; teleskopos (griech.) = weithin schauend Oberflächengewässer Gewässer, die oberirdisch liegen, also Ozeane, Seen, Flüsse und Bäche Erdatmosphäre Gashülle, die die Erde umgibt Mars Erde Venus Merkur 228 Mio. km 150 Mio. km 108 Mio. km 58 Mio. km Erde Venus Merkur Mars Jupiter Venus Durchmesser: 12 000 km Rotationsdauer: 243 Tage Dauer der Sonnenumkreisung: 225 Tage Temperatur: 480 °C Erde Venus Merkur Mars Jupiter Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Sonne Mars Durchmesser: 6800 km Rotationsdauer: 24 h Dauer der Sonnenumkreisung: 690 Tage Temperatur: –150 bis +20 °C Merkur Durchmesser: 4800 km Rotationsdauer: 59 Tage Dauer der Sonnenumkreisung: 88 Tage Temperatur: –180 bis +430 °C Erde Durchmesser: 12 760 km Rotationsdauer: 24 h Dauer der Sonnenumkreisung: 365 Tage Temperatur: –60 bis +50 °C Sonne Durchmesser: 1 391 016 km Rotationsdauer: 25 Tage Temperatur: 5500 °C 7 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Durch den Treibhauseffekt ist es auf der Erde warm Die Erdatmosphäre besteht aus etwa 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff und 0,04 % Kohlenstoffdioxid. Die restlichen Gase sind unter anderem Edelgase (zB Helium), Wasserdampf und Ozon. Ein Teil dieser Gase, so zum Beispiel Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf, bewirkt den Treibhauseffekt ( Abb. 1). Sie werden deshalb als Treibhausgase bezeichnet. Ohne den Treibhauseffekt wären die Temperaturen auf der Erde um etwa 35 °C niedriger. Der Treibhauseffekt hat also einen entscheidenden Einfluss auf das Klima. Durch menschliche Tätigkeit steigt der Gehalt an Treibhausgasen Bis vor etwa 150 Jahren war der Gehalt an Treibhausgasen in der Atmosphäre relativ konstant. Doch dann begann er zu steigen – seit Beginn des 20. Jahrhunderts besonders stark. Hauptursache ist der zunehmende Energiebedarf. Bei der Verbrennung von Kohle, Erdölprodukten (Benzin, Diesel usw.) und Erdgas in Industrie, Haushalten, Kraftfahrzeug- und Flugverkehr entstehen große Mengen an Kohlenstoffdioxid, die in die Atmosphäre abgegeben werden. So stieg der Gehalt an Kohlenstoffdioxid in den letzten hundert Jahren von 0,03 % auf etwa 0,04 % an. Kohlenstoffverbindungen als Energiespeicher Bei der Fotosynthese entziehen Pflanzen Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft und wandeln es zu Traubenzucker, einem Kohlenhydrat um. Somit wird die Sonnenenergie in der Pflanze gespeichert. Wenn Tiere die Pflanze essen, nutzen sie die gespeicherte Energie und atmen Kohlenstoffdioxid aus. Auch bei Verbrennung von Holz wird die Energie wieder in Wärmeenergie und Licht umgewandelt und CO2 freigesetzt. Kenn ich das? Ozon Gas, das entsteht, wenn die energiereiche Strahlung des Sonnenlichts auf den Sauerstoff in der Luft trifft. Treibhausgase werden auch als klimawirksame Gase bezeichnet. 1 Treibhauseffekt (Schema): Sonnenstrahlung (Sonnenenergie) trifft auf die Erde und erwärmt sie. Ein Teil der Wärme wird wieder abgestrahlt. Treffen diese Wärmestrahlen auf Treibhausgase, werden sie von diesen zurückgestrahlt. Die Erdoberfläche wird dadurch zusätzlich erwärmt. Treibhausgase Sonnenstrahlen Sonne Wärmestrahlen Steigst du an einem heißen Sommertag in ein parkendes Auto, spürst du es sofort: Die Hitze innerhalb des Autos ist unerträglich. Ohne Kühlung und bei direkter Sonneneinstrahlung kann die Temperatur sogar bis 70 Grad und mehr ansteigen. 1. Vergleiche dieses Phänomen mit dem Treibhauseffekt. 2. Argumentiere, warum Kleinkinder und Tiere niemals an einem heißen Tag allein in einem Auto warten sollen. Du bist dran! 2 Glas wirkt genauso wie die Treibhausgase. Diese Tatsache nutzt der Mensch zur Beheizung von Gewächshäuern (Treibhäusern). Daher kommt auch der Name „Treibhauseffekt“. M S. 4, 6 8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Die Erde und ihre Atmosphäre Der Mensch beeinflusst die Atmosphäre Eine Zunahme der Treibhausgase verändert das Klima Steigt der Gehalt an Treibhausgasen in der Atmosphäre, wird auch mehr Wärmestrahlung reflektiert. Dies führt zur globalen Erwärmung. In den letzten hundert Jahren hat sich die Durchschnittstemperatur der Atmosphäre um etwa 1,1 °C erhöht. Nimmt der Treibhausgasausstoß weiterhin zu, befürchten manche Klimaforscherinnen und Klimaforscher bis zum Jahr 2100 eine Erwärmung um fast 3 °C. Die Folgen dieses Klimawandels sind teilweise bereits zu beobachten: • Die Gletscher und die Polkappen schmelzen. Dadurch steigt der Meeresspiegel allmählich, Küstenregionen werden überflutet. • Das Wetter wird zunehmend extrem, was auch die Ernteeinträge beeinflusst – in manchen Gebieten kommt es zu großen Dürren, während andere Regionen durch starke Niederschläge überschwemmt werden. Die Sturmhäufigkeit nimmt zu. • Die Erwärmung der Kontinente und der Meere verändert die Ökosysteme und begünstigt die Ausbreitung von Krankheiten. Die Ozonschicht schützt vor gefährlicher Sonnenstrahlung Das Sonnenlicht besteht aus energiereicherer und energieärmerer Strahlung. Die energiereichere Strahlung ist für uns gefährlich, da sie Hautkrebs verursachen kann. In der Atmosphäre in einer Höhe von 15 bis 35 km befindet sich eine Anreicherung von Ozon, die Ozonschicht. Sie verhindert, dass der Großteil der energiereicheren Strahlung die Erdoberfläche erreicht. Die Ozonschicht schützt uns also vor den schädlichen Strahlen. Ende der 1970er Jahre wurde eine Abnahme des Ozons in der Ozonschicht festgestellt. Die Hauptverursacher wurden bald gefunden: Chlorfluorkohlenwasserstoffe. Gelangen sie in den Bereich der Ozonschicht, zerstören sie das Ozon. Die Ozonschicht wird dort dünner und damit für die energiereichere Sonnenstrahlung durchlässiger. Heute ist der Einsatz von CFKW weltweit verboten. Durch dieses Verbot konnte erreicht werden, dass sich die Ozonschicht wieder erholt. In der Atmosphäre sind jedoch noch so viele CFKW vorhanden, dass dies Jahrzehnte dauern wird. Bodennahes Ozon ist unerwünscht Geringe Ozonmengen sind in der Atmosphäre auch in Bodennähe enthalten. Bei starker Sonneneinstrahlung wird unter dem Einfluss von Industrie- und Autoabgasen mehr bodennahes Ozon gebildet. Die erhöhte Ozonkonzentration kann zB Kopfschmerzen, Hustenreiz, Augenbrennen, Verminderung der Leistungsfähigkeit, Atemnot und Atemwegserkrankungen verursachen. Besonders gefährdet sind Kinder, von Asthma betroffene Menschen und Personen, die im Freien arbeiten oder Sport betreiben. Bodennahes Ozon beeinträchtigt auch das Pflanzenwachstum. global weltweit; globus (lat.) = Kugel Ausbreitung von Krankheiten Viele Krankheitserreger und -überträger finden in warmen und feuchten Tropen und Subtropen gute Lebensbedingungen vor. In Regionen mit harten Wintern können sie nicht überleben. Durch die Klimaerwärmung können sich Parasiten in ihrem Lebensraum noch stärker vermehren. Sie können aber auch mit Flugzeugen und Schiffen nach Europa eingeschleppt werden und nun auch hier aufgrund milderer Wintertemperaturen überleben und sich vermehren. So besteht zB die Befürchtung, dass sich die Malaria, deren Erreger durch die Anophelesmücke übertragen wird, in Zukunft auch bei uns ausbreiten wird. Hautkrebs Erkrankung, die durch die ungehemmte Teilung von Hautzellen entsteht. Diese wandern in andere Körperregionen und schädigen bzw. zerstören dort Organe durch fortgesetzte Zellvermehrung. Chlorfluorkohlenwasserstoffe kurz als CFKW (früher auch: FCKW) bezeichnet, wurden früher als Kühlmittel in Kühlschränken, als Treibgas für Spraydosen und zum Aufschäumen von Schaumstoffen benutzt. Um der Erderwärmung und ihren Folgen entgegenzuwirken, müssen Maßnahmen gesetzt werden. Nenne einige Maßnahmen, womit jeder einzelne, also auch du, zum Schutz des Klimas beitragen kann. Du bist dran! 3 Vorkommen von Ozon in der Atmosphäre ab 15 km Höhe Ozonschicht bodennahes Ozon 9 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Das Klima der Erde Das Klima ist der wichtigste Faktor für das Vorkommen bestimmter Pflanzen- und Tierarten. Abhängig vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche ( Abb. 5) und Häufigkeit der Niederschläge kann man auf der Erde fünf große Klimazonen unterscheiden ( Abb. 4). Je steiler die Sonnenstrahlen auftreffen, desto wärmer ist es Am Äquator ist es am wärmsten, da hier die Sonnenstrahlen senkrecht auf die Erde gelangen. Nördlich und südlich des Äquators wird der Einstrahlungswinkel mit zunehmender Entfernung immer flacher. Die Sonnenstrahlung verteilt sich damit auf eine immer größere Fläche, weshalb es in Richtung der Pole zunehmend kälter wird (Abb. 5a–c). Nicht überall gibt es vier Jahreszeiten Die Erde bewegt sich um die Sonne. Für eine Sonnenumrundung benötigt sie ein Jahr. Da die Erdachse in Bezug zur Umlaufbahn um die Sonne geneigt ist, werden die Nord- und die Südhalbkugel im Lauf eines Jahres unterschiedlich bestrahlt. An den Polen kommt es dadurch zu Polarsommer und Polarwinter, in der gemäßigten Zone zu Frühling, Sommer Herbst und Winter. In den Tropen gibt es keine Jahreszeiten. Einfallswinkel Der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche ist nicht in allen Regionen der Erde gleich. Je steiler die Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche treffen, desto wärmer ist es. Niederschläge Wasser, das als Regen, Schnee, Hagel usw. auf die Erde gelangt Klimazonen Regionen der Erde, in denen annähernd gleiches Klima herrscht. Äquator größter Breitenkreis, der die Erde in eine Nord- und eine Südhalbkugel teilt. Breitenkreise sind gedachte Kreisbahnen um die Erdkugel. Ihre Lage wird in Winkelgraden angegeben. Ausgangspunkt ist der Erdmittelpunkt. Vom Erdmittelpunkt zum Äquator sind es 0°. Zu den Polen hin werden die Breitenkreise immer kleiner, die Winkel jedoch größer. An den Polen beträgt er jeweils 90°. 4 Die fünf großen Klimazonen der Erde Polare Zone Subpolare Zone Gemäßigte Zone Sutropische Zone Tropische Zone A B C A B C Sonnenstrahlen Äquator Breitenkreise Atmosphäre 5 Breitenkreise und Sonneneinstrahlung auf der Erde Polarsommer, Polarwinter Wenn bei uns der Frühling beginnt und die Tage länger werden, beginnt am Nordpol der Polartag. Er endet erst, wenn bei uns Herbstbeginn ist. Aufgrund der Neigung der Erdachse ist während dieser Zeit die Sonne 24 Stunden täglich am Himmel zu sehen. Zum Polarkreis (66,5°) hin nimmt die Dauer des Polartages ab. Wenn bei uns Sommer- bzw. Winterbeginn ist, dauert der Polartag am Polarkreis 24 Stunden. 6 Polarsommer im nördlichen Polarbereich 7 Polarsommer im südlichen Polarbereich Arbeitsheft M S. 5 10 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Die Erde und ihre Atmosphäre 8 Die fünf großen Klimazonen der Erde Polare Zone Subpolare Zone Gemäßigte Klimazone Subtropen Tropen Die polare Zone liegt an den geografischen Polen der Erde. Die Temperaturen können extrem niedrig sein (bis zu –60 °C im Polarwinter). In der polaren Zone gedeihen keine Pflanzen. In der subpolaren Zone wachsen im Polarsommer, wenn die Temperatur auf durchschnittlich 10 °C steigt, Moose, Gräser und kleine Sträucher (Tundra). Die gemäßigte Klimazone ist gekennzeichnet durch einen Jahreszeitenwechsel. Im Sommer steigt die Temperatur oft auf über 30 °C an, während sie im Winter häufig unter 0 °C liegt, im Norden sogar unter minus 50 °C. Es gibt das ganze Jahr über Niederschläge. Weiter vom Meer entfernte Regionen sind niederschlagsärmer. Typische natürliche Vegetation in der gemäßigten Zone sind in Mitteleuropa, also auch in Österreich, Laub- und Mischwälder. Für die weiter nördlich liegende gemäßigte Zone (Teile Alaskas, Kanadas und Nordeuropas) ist ein sehr dichter, teilweise undurchdringlicher und sumpfiger Nadelwald, die Taiga, charakteristisch. Die eher trockenen Regionen Osteuropas, Asiens und Nordamerikas sind Steppengebiete. In der subtropischen Zone befinden sich sehr unterschiedliche Lebensräume. Im Mittelmeerraum ist es im Sommer heiß und trocken, im Winter gibt es viel Niederschlag. Es gedeihen Korkeichen, Oliven- und Lorbeerbäume. Durch ihre kleinen, harten Blätter sind sie während der Trockenzeit vor zu großem Wasserverlust geschützt. Für die immerfeuchten Subtropen an den Ostküsten der Kontinente mit hohen Niederschlagsmengen in den Sommermonaten und einer Trockenzeit im Winter sind Graslandschaften mit Sträuchern und vereinzelt Bäumen typisch. Subtropische Gegenden mit hohen Temperaturen und langen Trockenzeiten sind Wüstengebiete. Nur vereinzelt findet man an die Trockenheit angepasste Pflanzen wie beispielsweise Kakteen. In der tropischen Zone ist es sehr heiß. Je nach Niederschlagsmenge gibt es dort Wüstengebiete, Savanne und tropische Regenwälder. Sie weisen eine Artenvielfalt an Pflanzen und Tieren auf, wie kein anderes Landökosystem. 11 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Thema Erde, Klima und Evolution Vor cirka 4,6 Milliarden Jahren entstanden im Weltall aus dem Großteil einer unvorstellbar großen, sich drehenden Wolke aus Staub und Gas die Sonne und die Planeten unseres Sonnensystems. Die Erde war zunächst ein glühend heißer Himmelskörper aus geschmolzenem Gestein, umgeben von Wasserdampf und anderen Gasen. Es dauerte rund 500 Millionen Jahre, bis die Oberfläche der Erde soweit abgekühlt war, dass sie zu festem Gestein erstarrte. Mit der Abkühlung unter den Siedepunkt des Wassers begann es auf der Erde über Millionen von Jahren zu regnen. Es bildeten sich Seen, Bäche, Flüsse und Ozeane. In ihnen sammelten sich Mineralstoffe, die aus dem Gestein ausgewaschen wurden. Mineralstoffe Gesteine bestehen aus einer oder mehreren Arten von Mineralen ( Seite 56). Die Zusammensetzung eines Minerals lässt sich durch eine chemische Formel ausdrücken (zB CaCO3 Kalkspat, SiO2 Quarz). Gesteine bzw. Minerale werden durch physikalische, chemische und biologische Prozesse abgebaut (Verwitterung). Dabei werden die Mineralstoffe freigesetzt. Sie gelangen wieder in den Boden und in das Wasser. Evolution als Folge von Umweltveränderungen Flüssiges Wasser war die Voraussetzung für die Entstehung von Leben. Vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren entstanden im Meer als erste Lebewesen Bakterien. Veränderungen des Klimas sowie der Zusammensetzung der Atmosphäre beeinflussen die Evolution. Sie können zum Aussterben von Arten, aber auch zur Entstehung neuer Arten führen. Kenn ich das? 1 Mineralstoffe machen das Meer salzig. 12 Bioplanet Erde Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Erde, Klima und Evolution Kontinente in Bewegung Die Erde ist wie eine Mozartkugel aus mehreren Schichten oder Schalen aufgebaut. Ganz außen befindet sich die Erdkruste, darunter der Erdmantel und ganz innen der Erdkern. Die Erdkruste und der obere, feste Mantelbereich bestehen aus festem Gestein. Sie bilden zusammen die Lithosphäre, die Gesteinshülle der Erde. Die Kontinente waren einst zu einem Großkontinent vereint Im Jahr 1910 erkannte der deutsche Polarforscher Alfred Wegener, dass die Küstenkonturen der Kontinente, so etwa die Ostküste Südamerikas und die Westküste Afrikas, zusammenpassen. Er entwickelte die Theorie der Kontinentalverschiebung. Sie besagt, dass die heutigen Kontinente einst in einem einzigen großen Kontinent vereint waren. Wegener gab ihm den Namen Pangaea. Pangaea begann vor etwa 200 Millionen Jahren auseinanderzubrechen. Die einzelnen Landmassen wurden immer weiter auseinander geschoben und dazwischen entstanden Ozeane ( S. 26–27). Erdkruste Ihre Dicke beträgt im Bereich der Ozeane fünf bis acht Kilometer, im Bereich der Kontinente im Durchschnitt zwischen 35 km (im Flachland) und 80 km (im Gebirge). Erdmantel Der obere Erdmantel ist etwa 700 km dick und wie die Erdkruste fest. Das Gesteinsmaterial des unteren Erdmantels, der bis in eine Tiefe von 2700 km reicht, ist aufgrund der hier herrschenden hohen Temperaturen zähflüssig. Die Wärme stammt größtenteils aus sogenannten radioaktiven Stoffen, die zerfallen und dabei Wärme abgeben. Zum Teil ist es aber auch noch Restwärme aus der Zeit der Entstehung der Erde. Erdkern Im Erdkern ist es noch heißer als im Erdmantel. Das Gestein, das hauptsächlich aus Nickel und Eisen besteht, ist im äußeren Bereich deshalb dünnflüssig. Im inneren, wo die höchste Temperatur herrscht, ist es jedoch überraschenderweise fest. Ursache dafür ist vermutlich der extrem hohe Druck, den die äußeren Erdschichten auf den inneren Erdkern ausüben. Das Gesteinsmaterial wird so fest zusammengedrückt, dass es nicht flüssig sein kann. Das flüssige metallhaltige Gesteinsmaterial, das unmittelbar um den inneren Erdkern liegt, heizt sich auf und steigt deshalb weiter nach oben. Dort wird es wieder etwas abgekühlt. In der Folge sinkt es nach unten. Das Strömen des eisenhaltigen Gesteinsmaterials bewirkt, dass die Erde zwei magnetische Pole besitzt. Die magnetische Wirkung der Erde lässt sich mit einer Kompassnadel nachweisen. Lithosphäre Äußerste Gesteinsschicht der Erde; lithos (griech.) = Stein, sphaira (griech.) = Kugel Alfred Wegener (1880–1930); führte zahlreiche Grönlandexpeditionen durch Pangaea pan (griech.) = alles, gaia (griech.) = Erde, Land 2 Schalenbau der Erde (Schema) Lithosphäre innerer und äußerer Erdkern unterer und oberer Erdmantel Erdkruste 3 Die Küstenkonturen der Kontinente passen zusammen, die heutigen Kontinente waren einst in einem Kontinent (Pangaea) vereint EURASIEN NORDAMERIKA SÜDAMERIKA AFRIKA AUSTRALIEN ANTARKTIS INDIEN Animation g55fp5 Arbeitsheft M S. 8, 9 13 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Bioplanet Erde Die Lithosphäre setzt sich aus Platten zusammen Mit seiner Theorie lieferte Wegener die Grundlage für das Wissen um den Bau der Lithosphäre, die Plattentektonik. Die Gesteinshülle der Erde ist wie ein Puzzle-Ball aus vielen Platten zusammengesetzt. Die Lithosphärenplatten „schwimmen“ auf dem Magma des unteren Mantelbereiches. In tieferen Zonen erwärmtes Mantelmaterial steigt auf und strömt unterhalb der Lithosphäre entlang, bis es so stark abgekühlt ist, dass es wieder absinkt. Dies verursacht eine Bewegung der Lithosphärenplatten, auch Kontinentalverschiebung genannt ( S.15 Abb. 7). Wo Magma nach oben strömt, entsteht neue Lithosphäre Mitte des 20. Jahrhunderts entdeckten Wissenschafterinnen und Wissenschafter bei Erforschung der Meeresböden, dass sich eine 2000 bis 3000 Meter hohe, ununterbrochene Gebirgskette durch alle Ozeane zieht − der mittelozeanische Rücken. Es handelt sich hierbei um Plattengrenzen, an denen sich Magmaströme nach oben bewegen ( S.15 Abb. 7). Die Platten werden dadurch auseinandergeschoben. An diesen Spreizungszonen steigt aus dem Erdmantel Magma auf und ergießt sich als Lava. Durch die ständig aufsteigende, erkaltende und hart werdende Lava wird fortlaufend neue Lithosphäre gebildet. Stellenweise befinden sich der mittelozeanische Rücken über dem Meeresspiegel. Ein Beispiel dafür ist Island, dessen Landschaft von Vulkanismus geprägt ist. Durch aufsteigendes Magma entsteht ein Graben Befindet sich über einer Zone, wo Magma aufsteigt, ein Kontinent (keine Plattengrenze), so kommt es durch die entgegengesetzten Zugkräfte des strömenden Magmas in diesem Bereich zu einer Dehnung der Lithosphäre. Zusätzlich entsteht durch einen Magmastau an der Zone der aufsteigenden Gesteinsschmelze ein Druck auf die Lithosphäre in Richtung Erdoberfläche. Sie wölbt sich nach oben und bricht schließlich. Durch fortgesetzte Dehnung entsteht allmählich ein Graben ( Abb. 5). Ein Beispiel hierfür ist der Ostafrikanische Graben ( Abb. 6). Plattentektonik tektonikós (griech.) = die Baukunst betreffend Lithosphärenplatten Die meisten Platten tragen sowohl Land bzw. Kontinente (= geschlossene Festlandmassen) als auch Ozeane, wie zB die Afrikanische Platte. Es gibt aber auch ausschließlich ozeantragende Platten, wie zB die Nazca-Platte ( S. 16 Abb. 14). Magma geschmolzenes Gestein im Erdinneren Lava Die Gesteinsschmelze im Erdinneren, das Magma, steht unter Druck. Findet eine Druckentlastung statt (etwa durch Risse oder Spalten in der Lithosphäre), können Gase aus dem Magma rasch entweichen und reißen die Schmelze dabei mit nach oben. Das austretende entgaste Magma wird als Lava bezeichnet. Vulkanismus Bezeichnung für alle Erscheinungen, die mit dem Emporsteigen von Magma zur Erdoberfläche in Verbindung stehen. Der mittelozeanische Rücken wird je nach Lage unterschiedlich benannt. So werden beispielsweise der Ostpazifische, der Nord- und Südlatlantische und die Indischen Rücken unterschieden. Suche die Gebirgszüge in deinem Schulatlas und zeichne jeweils ihre ungefähre Lage durch Linien in der entsprechenden Farbe in der Karte in Abb. 14 auf Seite 16 ein. Falls kein Atlas zur Verfügung steht, kannst du auch eine Weltkarte aus dem Internet verwenden. Du bist dran! 4 Vulkanismus auf Island. Island ist Teil des mittelozeanischen Rückens. 5 Entstehung eines Grabens 6 Ostafrikanischer Graben 14 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Erde, Klima und Evolution 7 Magmaströmungen im Erdmantel (Schema; Richtung der Plattenbewegung) Kontinent Abtauchzone Lithosphärenplatten Mittelozeanischer Rücken Kern Mantel Durch Plattendehnung entstehen neue Platten Wird die Lithosphäre durch die Dehnung immer dünner, reißt der Graben auf. Dringt Wasser ein, entsteht ein neuer Ozean. Aus dem Mantelbereich steigt im Bereich der Risses Magma auf. Eine neue Spreizungszone, an der sich in den nächsten Millionen von Jahren ein mittelatlantischer Rücken erheben wird, ist entstanden. In einigen Millionen von Jahren könnte so durch die Abspaltung einer neuen Platte von der Afrikanischen Platte aus dem Ostafrikanischen Graben ein Ozean werden ( Abb. 8). Ein ähnliches geologisches Ereignis setzte vor 130 Millionen Jahren ein. Die Arabische Platte begann sich von der Afrikanischen Platte abzutrennen. Vor 13 Millionen Jahren begann sich das Rote Meer zu spreizen. Wo Magma nach unten strömt, stoßen Platten zusammen Dort, wo Magma nach unten strömt, stoßen Platten zusammen. Eine der beiden wird unter die andere geschoben. Das abtauchende Plattenmaterial schmilzt dabei unter dem großen Druck und den höheren Temperaturverhältnissen. Befindet sich auf einer der beiden Platten unmittelbar hinter der Zone, an der die Platten zusammenstoßen, ein Kontinent, wird das Gesteinsmaterial zusammengeschoben. Ähnlich einem Teppich, der zusammengeschoben wird, faltet es sich auf: es entsteht ein Faltengebirge. Auf diese Weise sind zum Beispiel bei der Kollision der NazcaPlatte mit der Südamerikanischen Platte die Anden in Südamerika entstanden. An der Abtauchzone entsteht eine Tiefseerinne (Tiefseegraben). Diese können mehr als 10 000 m Tiefe erreichen. Die größte Meerestiefe mit 11 022 m liegt in der Marianenrinne (auch als Marianengraben bekannt), die südlich und östlich der Marianen, einer pazifischen Inselgruppe südlich von Japan, zu finden ist. Suche in einem Atlas oder recherchiere im Internet die Lage der Marianenrinne (auch als Marianengraben bezeichnet). Markiere die ungefähre Lage in Abbildung 14 auf Seite 16. Du bist dran! 8 Lage Rotes Meer und Ostafrikanischer Graben 9 Entstehung der Anden (vor 60 Mio. Jahren) vor ca. 60 Mio. Jahren 10 Entstehung der Anden (heute) heute Anden Südamerika Pazi scher Ozean Arabische Platte Afrikanische Platte Neue Platte in Entstehung Ostafrikanischer Graben Rotes Meer Animation g55fp5 15 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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