Entstehung der Erde

Die Frage nach der Entstehung der Erde bzw. der Welt beschäftigt die Menschheit schon seit vorgeschichtlichen Zeiten. Verschiedene Kulturkreise brachten zahlreiche Schöpfungsmythen, wie zum Beispiel den des 1. Buch Mose, hervor. Dagegen brachte erst die Neuzeit fundierte wissenschaftliche Erkenntnisse darüber, welche physikalischen Prozesse tatsächlich zur Bildung der Erde geführt haben.

In einem größeren Kontext ist die Entstehungsgeschichte der Erde dabei mit der Geschichte des Universums und unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, im Allgemeinen sowie mit der Geschichte unseres Sonnensystems im Besonderen verknüpft.

Vorgeschichte

Protoplanetary-disk.jpg (NASA)]] Die Wissenschaft geht heute – stark vereinfacht – davon aus, dass sich das Universum seit dem Urknall immer weiter ausdehnt. Im Zuge dessen verteilte sich auch die Materie in ihm räumlich, jedoch unregelmäßig. Die Unregelmäßigkeiten in der Materiedichte führten durch Gravitation zu ersten größeren Gasansammlungen. Erst im Laufe von Jahrmilliarden bildete sich daraus die uns heute bekannte Ordnung von Galaxien und Planetensystemen, indem sich Materie durch Gravitation und Zentrifugalkraft in bestimmten Systemen bündelte und ordnete. Das Alter des Universums wird auf ca. 13,5 Mrd. Jahre geschätzt.

Man nimmt an, dass als Vorläufer unseres Sonnensystems zunächst ein gigantischer Sonnennebel (oder Sonnenwolke) bestand, der vor 4,6 bis 4,7 Milliarden Jahren zusammenbrach. Durch dieses Zusammenziehen erhöhte sich aufgrund der notwendigen Erhaltung des Bahndrehimpulses die Rotationsgeschwindigkeit des Gebildes, wodurch sich, im Zusammenspiel mit der Schwerkraft, die Materie entlang elliptischer Bahnen zu konzentrieren begann. Dieser Vorgang wird auch als Akkretion bezeichnet. Die im Zentrum akkumulierte Masse erreichte dabei eine so hohe Konzentration, dass ein nuklearer Fusionsprozess einsetzte; die Sonne war geboren. Die übrige, um die Sonne kreisende Materie ballte sich nun zu frühen Planeten, den Planetesimalen zusammen. Ab einer bestimmten Größe führt deren Gravitation zu einer immer weiter fortschreitenden, jedoch nicht unbedingt kontinuierlichen, Materialakkumulation, also einem Anwachsen der Gebilde bis hin zur Größe von Protoplaneten.

Frühestes Stadium (Hadaikum)

Im Zeitraum von 4,7 Mrd. bis 3,8 Mrd. Jahren vor unserer Zeit unterschied sich die im jungen Sonnensystem kreisende "Urerde" noch grundlegend vom Planeten, wie wir ihn heute kennen. Sie hatte sich noch nicht zu ihrer heutigen annähernd runden Gestalt stabilisiert und besaß noch keine feste Oberfläche.

Der ursprüngliche Protoplanet wuchs, bedingt durch häufige Impakte von Meteoriten, da das frühe Sonnensystem noch viel Materie enthielt, die nicht in Planeten gebunden war. Teile davon zog die Erde durch ihre große Masse an und absorbierte sie in ihrem teilweise aufgeschmolzenen Körper. In besonderer Beziehung hierzu steht die auch heute noch nicht vollständig geklärte Frage nach der Entstehung des Mondes.

Die Atmosphäre der Urerde, die so genannte Uratmosphäre, bestand im Wesentlichen aus Wasserstoff und Helium, war jedoch instabil und blieb nicht erhalten. Alle Elemente, aus denen unser Planet heute besteht, waren damals schon vorhanden, aber sie hatten aufgrund der hohen Temperatur zum Großteil keinen festen Aggregatzustand.

Nach und nach bildete sich der schalenförmige Aufbau der Erde: Elemente mit hoher Dichte (v.a. Eisen) sammelten sich im Erdkern. Mit abnehmender Dichte folgen dann der Erdmantel und schließlich die noch nicht verfestigte Erdkruste.

Archaikum

Im Zeitraum von 3,8 – 2,5 Mrd. Jahren vor unserer Zeit sinkt die Oberflächentemperatur der Erde auf unter 100°C ab und die Erdkruste verfestigt sich zunehmend. Einer der Hauptgründe ist die deutliche Abnahme des Meteoritenbeschusses.

Im Archaikum setzt die biologische Evolution ein (Makromoleküle), in der Uratmosphäre befindet sich jedoch noch kein freier Sauerstoff.

Das etwa 1,3 Mrd. Jahre umfassende Archaikum gliedert man in Eoarchaikum, Paläoarchaikum, Mesoarchaikum und Neoarchaikum

Proterozoikum (Zeit des beginnenden Lebens)

Im Proterozoikum – ab 2,5 Mrd. Jahren vor unserer Zeit - entwickelt sich die Atmosphäre weiter in Richtung einer für höheres Leben günstigen Zusammensetzung. Durch die Zunahme der biologischen Aktivität (Photosynthese, Methanausstoß) steigt der Sauerstoffgehalt stetig an. Am Ende des Proterozoikums steht die Kambrische Explosion Lebens.

Die weitere Entwicklung

Für die weitere Entwicklung siehe auch

(zur Vorgeschichte der Erdentstehung siehe auch Entstehung des Sonnensystems)

Literatur

Meissner, Rolf: Geschichte der Erde. Von den Anfängen des Planeten bis zur Entstehung des Lebens. München 1999

Erde | Geowissenschaft | Historische Geologie