Unser Mond – ein unentbehrlicher Begleiter

Er ist 81-mal leichter als die Erde und rund 4-mal kleiner. Er ist das zweithellste Objekt am Himmel und der einzige fremde Himmelskörper, der je von Menschen betreten wurde. Er ist unser ständiger Begleiter: der Mond. Er selbst ist kahl und unbewohnt, aber für das Leben auf der Erde unentbehrlich. Er ist ein einzigartiger Gesteinsbrocken unter den 150 Monden unseres Sonnensystems und bildet  zusammen mit der Erde ein relativ stabiles System.

Es wird vermutet, dass der Mond seine Entstehung einem Zusammenstoß der Erde mit einem Himmelskörper namens Theia verdankt, der in etwa die Größe des Mars hatte (nach dieser Kollision hatte die Erde schon 90% ihrer heutigen Größe erreicht). Die Astronomen, die die Kollisionstheorie akzeptieren, gehen davon aus, dass Theia in einem schiefen Winkel und mit einer Geschwindigkeit von 40 000 km / Stunde mit der Erde kollidierte. 70% der Erdkruste werden zerstört und ins All geschleudert. Das heiße Gestein verteilt sich im Orbit um die Erde, größere Brocken ziehen kleinere an und innerhalb von nur einem Jahr bildet sich der Mond. Dieser Zusammenprall und seine Folgen haben die Erde von Grund auf verändert und die Vorbedingungen geschaffen, die für die spätere Entwicklung von Leben auf der Erde, so wie wir es heute kennen, notwendig waren.

Man weiß inzwischen, dass sich der Mond zur Zeit seiner Entstehung in einer Entfernung von 20 000 – 30 000 km von der Erde befand, mit seiner rot glühenden Oberfläche einen 15-mal größeren Teil des Himmels einnahm und seine Anziehungskraft auf die Erde 225-mal größer war. Dadurch hob und senkte sich die Erdkruste zweimal täglich um rund 800 Meter. Die Gezeitenkräfte waren 3400-mal stärker als heute. Die derzeitige Distanz Erde-Mond von rund 390 000 Kilometern wird auch heute noch um jährlich 4 Zentimeter größer, was anhand von Laser-Distanzmessungen in den 1990er Jahren bewiesen werden konnte.

Die Bedeutung des Mondes für uns Menschen und das Leben auf der Erde allgemein liegt zunächst einmal darin, dass seine Anziehungskraft die Gezeiten (also Ebbe und Flut) verursacht und so zum Beispiel das Leben zahlreicher Strandtiere und Meeresorganismen kontrolliert und regelt. So kommen bei Mondlicht zahlreiche Algen an die Meeresoberfläche und bilden die Nahrungsgrundlage für viele Meeresbewohner.

Des Weiteren ist die Tatsache, dass sich der Mond immer mehr von der Erde entfernt, dafür verantwortlich, dass sich die Rotationsgeschwindigkeit der Erde um circa 20 Mikrosekunden pro Jahr verlangsamt, also um jeweils 1 Sekunde in 50 000 Jahren. Es ist so ähnlich wie bei einer Eiskunstläuferin, die während einer Pirouettendrehung die Arme immer weiter vom Körper streckt, um die Rotationsbewegung zu verlangsamen. Das mag auf den ersten Blick zwar bedeutungslos erscheinen für die Entwicklungsgeschichte der Erde, aber gäbe es diese durch den Mond bedingte Verlangsamung nicht, dann würde die Erde sich heute viermal so schnell um die eigene Achse drehen als sie das tatsächlich tut, also mit einer Geschwindigkeit von 6680 Kilometern pro Stunde am Äquator. Die Tage wären also im Durchschnitt viermal kürzer. Außerdem gäbe es sehr heftige und häufigere Winde, ähnlich wie auf den Großplaneten (die Großplaneten sind die vier externen, gasförmigen Planeten in unserem Sonnensystem, also Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun). Auch wäre die Häufigkeit zerstörerischer Tsunamis viel größer.

Die größte Bedeutung des Mondes für das Leben auf der Erde liegt aber darin, dass er die Neigung der Erdachse weitgehend stabil hält, denn selbst kleinste Schwankungen dieses Winkels (er beträgt derzeit 23 Grad und 27 Minuten) können tiefgreifende Auswirkungen haben. Die unterschiedliche Erhitzung der Erdoberfläche wird nämlich in der Hauptsache vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen bestimmt (der damit auch die Hauptursache für die Existenz der großen Klimazonen ist, die ja in der Hauptsache große Wärmezonen sind) und dieser wiederum steht in direktem Zusammenhang mit dem Neigungswinkel der Erdachse. Wie ist dieser Zusammenhang zu verstehen? Die der Erde zugeführte Sonnenenergie pro Flächeneinheit (ausgedrückt in Kilojoule pro Quadratzentimeter) steigt mit dem Einfallswinkel der Strahlen, erreicht also ein Maximum bei 90 Grad (man sagt dann, die Sonne steht im Zenit). Die Erhitzung der Erdoberfläche nimmt also zu, wenn die Sonne höher über dem Horizont steht. Deshalb ist es auch um die Mittagsstunde in der Regel wärmer als morgens oder abends. Da die Erdachse ihre Schrägstellung im Laufe eines Jahres beibehält, verändert sich dadurch aber der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen von Tag zu Tag auf den beiden Halbkugeln der Erde, also nördlich und südlich des Äquators, und so entstehen die Jahreszeiten. Zwischen März und September ist der durchschnittliche Einfallswinkel der Sonnenstrahlen größer auf der Nordhalbkugel, während den anderen 6 Monaten ist er größer auf der Südhalbkugel.

Größere Schwankungen des Neigungsgrads der Erdachse hätten also dramatische, sowohl räumliche als auch zeitliche Klimaveränderungen zur Folge, da der durchschnittliche Einfallswinkel der Sonnenstrahlen sich immer wieder in den unterschiedlichen Regionen auf der Erde sehr stark verändern würde. Innerhalb einiger hunderttausend Jahre könnten sich in der Antarktis tropische Regenwälder bilden und in Zentralafrika große Eisschilder. Unter diesen extremen Schwankungen der Lebensbedingungen hätten sich komplexe Lebensformen, wie wir sie heute kennen, aufgrund ihrer mangelnden Anpassungsfähigkeit, nicht entwickeln können. Primitive und kleine Lebensformen würden vorherrschen.

Der Mond hat also dafür gesorgt, dass unser Klima über Jahrmilliarden relativ konstant blieb, im Gegensatz zu unserem Nachbarplaneten Mars zum Beispiel, dem diese Hilfe fehlt. Dessen Achse schwankte im Verlauf seiner Geschichte zwischen 15 und 80 Grad, mit schlimmen Folgen für etwaige Lebewesen.

  Übrigens: auch die Sonne übt einen Einfluss auf die Gezeiten auf der Erde aus. Dieser Einfluss ist aber nur ein Drittel so stark wie der des Mondes. Würde allerdings der Mond auf einmal verschwinden, dann würden sich die großen Wassermassen der Erde verschieben, also ganz anders bewegen und verteilen. Das Leben in den meisten Küstenorten würde vermutlich ausgelöscht werden. Die Meeresströmungen würden sich verändern, der Golfstrom wahrscheinlich verschwinden, was eine dramatische Veränderung der Lebensbedingungen in Westeuropa zur Folge hätte.

Wenn Sie das nächste Mal zum Mond schauen, denken Sie daran: wenn es ihn nicht gäbe, gäbe es uns auch nicht.

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Die Entstehung der Erde

Die Entstehung der Erde ist eng verbunden mit der Entstehung unseres Sonnensystems. Der Ursprung der Sonne geht zurück auf ein gigantisches Feuer vor rund 4,5 Milliarden Jahren. Eine riesige Wolke aus Gas und Staub fällt unter der Einwirkung ihrer eigenen Schwerkraft in sich zusammen (kollabiert). Dadurch entsteht ein enormer Druck und sehr hohe Temperaturen, die Kernfusionsprozesse in Gang setzen. Die Energie, die dadurch entsteht, wird in Form von Strahlung abgegeben. Aber nicht das ganze ursprüngliche Material der Gas- und Staubwolke konzentriert sich in der Sonne. Ein Restsatz schwirrt um die Sonne. Dieses Material organisiert und ordnet sich zunehmend. Immer größere Brocken klumpen zusammen aufgrund der zwischen den Himmelskörpern wirkenden Anziehungskraft. So entstanden die Planeten und Asteroiden, die bis heute die Sonne umkreisen. Durch die Kollisionen der jungen Erde mit anderen Himmelskörpern entstehen sehr hohe Temperaturen. Eisen und Nickel schmelzen und sinken in den Kern des Planeten. Im Kern erzeugt das rotierende geschmolzene Eisen ein riesiges Magnetfeld, das die Erde bis heute umgibt und uns vor dem gefährlichen Sonnenwind schützt (die Sonne sendet kontinuierlich Teilchenströme ins Weltall – vor allem Protonen in Form von Wasserstoffkernen und Elektronen – die man als Sonnenwind bezeichnet). Nach der Entstehung der Sonne vergehen rund 50 -70 Millionen Jahre, während denen die Erde wächst und wächst. Als sie in etwa zwei Drittel ihrer heutigen Größe erreicht hat, kommt es zu einem Ereignis, das die Zukunft des noch jungen Planeten entscheidend beeinflussen wird. Ein Himmelskörper, in etwa halb so groß wie die damalige Erde, rast mit einer Geschwindigkeit von 40 000 Kilometern pro Stunde auf die Erde zu und stößt mit ihr zusammen. Die Experten gehen davon aus, dass sich aus den Trümmern dieses Aufschlags später der Mond gebildet hat, der bis in die heutige Gegenwart eine lebenswichtige Rolle für die weitere Entwicklung des Planeten spielt (siehe nächstes Kapitel).

Nach diesem Zusammenstoß ist die Oberfläche der Erde während Millionen von Jahren ein riesiger Ozean aus flüssigem Gestein. Nur sehr langsam kühlt sich die Oberfläche ab und eine dünne Kruste bildet sich. Asteroideneinschläge reißen die Kruste immer wieder auf, das zähflüssige Gestein im Erdinneren dringt an die Oberfläche, Gase entweichen und reichern die Uratmosphäre mit Kohlendioxid, Wasserdampf und Stickstoff an. Diese Gasschicht, die bis zu 60-mal dichter ist als die heutige Atmosphäre und noch keinen Sauerstoff enthält, wird von der Schwerkraft der Erde daran gehindert, ins Weltall zu entweichen. Vor 4,2 Milliarden Jahren hatte sich die Erde bis unter 100°C abgekühlt, so dass zum ersten Mal in der Atmosphäre Wasserdampf kondensieren und sich in Wasser umwandeln kann. Während Millionen von Jahren geht infolgedessen ein Dauerregen auf die Erde nieder. Die ersten Ozeane und Meere bilden sich.

So hat sich während Milliarden von Jahren ein komplexes System entwickelt mit unzähligen Wechselwirkungen zwischen seinen Komponenten, wie Luft, Wasser, Land, Boden, Untergrund und Leben. Darüber hinaus gibt es Zusammenhänge mit den Sphären jenseits der Atmosphäre, wie Erdmagnetfeld und Sonnenwind zum Beispiel.
(Ausschnitt aus “Das ist unsere Welt“; 356 Seiten – Paperback).

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