BERNHARD HUBMANN, geboren 1961 in Graz, studierte Geologie und Paläontologie sowie Musik in Graz, habilitierte sich für Paläontologie in Wien und ist als Paläontologe und Sedimentologe am Erdwissenschaftlichen Institut der Universität in Graz tätig.

DR. HARALD FRITZ, geboren 1956 in Bruck an der Mur, studierte Geologie und Paläontologie in Graz, habilitierte sich für Geologie in Graz und ist als Geologe am Erdwissenschaftlichen Institut der Universität in Graz tätig.

Zum Buch

Die Geburt unserer Erde aus einer interstellaren Gaswolke ist intensiv mit der Entstehungsgeschichte unseres Sonnensystems und unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße verbunden. Etwa 30.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt, ereignete sich vor ca. 4,57 Milliarden Jahren für das Universum etwas relativ Alltägliches: Die zur Hauptsache aus Wasserstoff und Helium und nur zu geringen Anteilen aus mikroskopisch kleinen Staubteilchen von Kohlenstoff- und Siliziumverbindungen, Wasser und anderen Stoffen zusammengesetzte Wolke wurde »gravitationsinstabil«. Doch was daraus entstand ist weitaus weniger alltäglich. Die Erde unterscheidet sich deutlich von anderen uns bekannten Planeten, vor allem dadurch, dass sie eine sehr bewegte Geschichte mit erstaunlichem „Eigenleben“ hat. Nicht nur, dass sie als einziger Himmelskörper eine stattliche Menge freies Wasser aufweisen kann, besitzt sie zusätzlich eine Gashülle, ist geologisch aktiv und beheimatet Leben.

Bernhard Hubmann / Harald Fritz
Die Geschichte der Erde

Bernhard Hubmann / Harald Fritz

Die Geschichte
der Erde

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Alle Rechte vorbehalten

© by marixverlag in der Verlagshaus Römerweg GmbH, Wiesbaden 2015
Der Text basiert auf der Ausgabe marixverlag, Wiesbaden 2015
Covergestaltung: Kerstin Göhlich, Wiesbaden
Bildnachweis: Great Prismatic Spring, one of the largest hydrothermal features
in Yellowstone National Park; Foto: Tom Murphy
eBook-Bearbeitung: Bookwire GmbH, Frankfurt am Main

ISBN: 978-3-8438-0505-6

www.verlagshaus-roemerweg.de

VORWORT

Die Erde unterscheidet sich deutlich von anderen uns bekannten Planeten, speziell dadurch, dass sie eine sehr bewegte Geschichte mit erstaunlichem »Eigenleben« hat. Nicht nur, dass sie als einziger Himmelskörper eine stattliche Menge freies Wasser aufweisen kann, besitzt sie zusätzlich eine Gashülle, ist geologisch aktiv und beheimatet (höheres) Leben. Diese wenigen Eigenschaften sind es, die in ihren Wechselwirkungen zueinander die Erde ständig im Laufe ihrer Geschichte verändert haben. Das Wasser, das immerhin etwa 70 % der Oberfläche einnimmt – womit unser Planet dem Namen »Meer« eher gerecht wird als »Erde« – ist nicht nur Ausgangspunkt des Lebens gewesen, sondern hat auch das Festland entscheidend beeinflusst. Zum einen gestalten die anbrandenden Meereswellen die Küsten, indem sie diese erodieren, zu flachen Ebenen umgestalten oder den Lebensraum kilometerlanger, den Festländern vorgelagerter Riffe ermöglichen. Dadurch, dass die Erde eine Atmosphäre hat, wird ständig das an der Meeresoberfläche verdunstete Wasser über Winde zum Festland transportiert, wo es zu Niederschlägen kommt und Verwitterungsprozesse die Oberflächen der Kontinente verändern. Weniger offensichtlich ist, dass Wasser auch das Innere unserer Erde gestaltet. Es erniedrigt den Schmelzpunkt von Gesteinen, senkt deren Festigkeit und macht somit die Bildung von Kontinenten und die Bewegung der Kontinentalplatten erst möglich.

Aber nicht nur auf das Äußere der Erde wirken gestaltende Prozesse. Kräfte aus dem heißen, aus zähflüssigem Gesteinsmaterial bestehenden Erdmantelbereich sind in der Lage, weitflächige Gesteinsplatten und mit ihnen ganze Kontinente zu verschieben. Bis zu 10 cm oder mehr pro Jahr betragen solche Lageveränderungen, die mit Erdbeben und Vulkanismus dramatisch einhergehen. Nach 20 Millionen Jahren könnte sich – solche Geschwindigkeiten in eine Richtung fortgesetzt – ein Kontinent entlang eines Längengrades vom Südpol zum Nordpol bewegen. Auf dieser beachtlichen Wegstrecke gelangen terrestrische und randmarine Lebensräume in andere Klimazonen und stellen das Leben vor geänderte Situationen. Lebewesen reagieren auf solche Veränderungen, in dem sie sich selbst verändern. Diese Dynamik des Lebens kann man mit dem Wort »Evolution« gleichsetzen. Vorgänge, die Kontinente zum Driften bringen, bei Kollision geologischer Platten Gebirge erzeugen und Gesteine im Mantel recyceln, nachdem diese an Tiefseegräben »verschluckt« werden, fasst man als »Plattentektonik« zusammen. Letztere bestimmt zudem maßgeblich die langfristige Klimaentwicklung, denn die Lage der Kontinente ist entscheidend für das Muster der Ozeanströme und damit des Wärmetransportes, der Windsysteme, etc.

Plattentektonische Vorgänge haben unseren Planeten in seinem Erscheinungsbild mehrfach total verändert. Epochen mit kleinen kontinentalen Schollen haben mit Epochen mit Großkontinenten gewechselt, Kaltzeiten haben eine oder beide Polregionen unserer Erde mit Eispanzern überzogen, Megawüsten sind durchgehenden Vegetationsdecken gewichen, biologische Vielfalt wurde durch Massenaussterbeereignisse auf ein Minimum reduziert, gewaltige Vulkanereignisse überströmten Festländer. Aber auch aus dem Weltall trafen extraterrestrische Boliden die Erde.

Diese sehr dynamische Geschichte aus den viele Millionen Jahre alten Archiven zu erfassen, die die Gesteine darstellen, ist die spannende Aufgabe der Geologie. Jahr für Jahr erweitert sich die Kenntnis um die Entstehung der Erde und des Lebens auf ihr. Jährlich erweitert sich auch das Wissen um die Entwicklung unseres Planeten und um die Prozessabläufe, die dafür verantwortlich waren und weiterhin sind.

Dieses Buch versucht sich der Herausforderung zu stellen, die fast 4,6 Milliarden Jahre umfassende Geschichte der Erde im vorliegenden Seitenumfang darzulegen. Damit schließt sich zwar eine umfassende Darstellung aus. Es wurde aber versucht, die wichtigsten Stationen in der Entwicklung unseres Planeten zu beleuchten und Prozesse aufzuzeigen, die zu den jeweiligen Entwicklungsstadien und letztendlich zum heutigen Zustandsbild der Erde geführt haben. Damit gleicht die hier skizzierte Erdgeschichte der Lebensbeschreibung einer Person, in der nur die markanten Eckdaten akzentuiert werden. Das vorliegende Buch soll sich daher als eine »Biografie unserer Erde« verstehen.

Seitens des Verlages waren keine Abbildungen geplant. Dadurch unterscheidet sich das vorliegende Werk auch deutlich von allen einschlägigen Lehrbüchern, die sich allesamt durch reichhaltiges Fotomaterial und Grafiken auszeichnen, die den oft komplexen Text unterstützen. Die Vorgabe auf Abbildungen zu verzichten war zunächst eine besondere Herausforderung, stellte aber andererseits die Möglichkeit dar, ein »Lesebuch« über unsere Erde zu verfassen! Dem »Lesebuch«-Charakter Rechnung tragend, haben die Autoren auch die verwendete Fachliteratur nicht im Text zitierend eingearbeitet, sondern eine Auswahlbibliographie am Ende des Buches angefügt.

AUS STAUB GEBOREN. KOLLAPS EINER MATERIEWOLKE UND DER BEGINN DER ERDE

Die Geburt unserer Erde aus einer interstellaren (= »Raum zwischen den Sternen«) Gaswolke ist intensiv mit der Entstehungsgeschichte unseres Sonnensystems und unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße verbunden. Etwa 30.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt, ereignete sich vor ca. 4,57 Milliarden Jahren für das Universum etwas relativ Alltägliches: Die zur Hauptsache aus Wasserstoff und Helium und nur zu geringen Anteilen aus mikroskopisch kleinen Staubteilchen von Kohlenstoff- und Siliziumverbindungen, Wasser und anderen Stoffen (= Interstellare Materie oder kurz ISM) zusammengesetzte Wolke wurde »gravitationsinstabil«. Die anfangs nur langsam rotierende Wolke zog sich infolge der eigenen Schwerkraft zusammen. Dadurch erreichte sie eine hohe Rotationsgeschwindigkeit vergleichbar mit einer Balletttänzerin oder Eiskunstläuferin, die zu einer Pirouette ansetzt, in dem sie sich zunächst mit ausgestreckten Armen dreht, dann aber die Arme an den Körper anlegt und somit die Drehung beschleunigt (= Drehimpulserhaltung). Dabei verdichtete sich die Materie durch die Schwerkraft und es kam zu einer gewaltigen Massenansammlung im Rotationszentrum. Denn nur auf elliptischen Bahnen um ein Massezentrum herrscht ein Gleichgewicht zwischen Schwerkraft und Zentrifugalkraft, während die Materie außerhalb der sich drehenden Scheibe nicht im Gleichgewichtszustand ist und gravitativ in das Zentrum gezogen wird, oder ins Weltall entflieht.

Dieses Szenario einer kollabierenden Gaswolke ist kein einheitlicher Vorgang. Die Wolke zerfällt vielmehr in verschiedene Teilbereiche. Innerhalb der ursprünglich mehrere hundert Lichtjahre an Ausdehnung messenden Wolke entsteht eine Vielzahl an Fragmenten, die 0,1 bis 100 Sonnenmassen an Masse enthalten und in deren Zentren die Materie immer dichter und heißer wird. Die Kontraktionsprozesse kommen erst dann zum Erliegen, wenn der innere Gasdruck, der durch die Verdichtung ansteigt und der Kontraktion entgegenwirkt, und der äußere Druck durch Gravitation – der die Kontraktion bewirkt – im Gleichgewicht sind. Schließlich bildet sich ein kugelförmiger Gasball, ein Protostern.

Lesen Sie weiter in der vollständigen Ausgabe!

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