Geologie - Entwicklung der Erde

Geologie

ENTWICKLUNG DER ERDE

Entstehung des Planeten

Staub - und Gasmaterie werden von der Gravitation eingefangen. Die kleinen Teilchen ziehen sich gegenseitig an. Durch die Reibung entstehen sehr hohe Temperaturen, welche die Teilchen zu einer Masse (Lava) verschmelzen lässt. Diesen Zustand des Planeten bezeichnet man mit Fixstern.
Da sich die Teilchen zum Zentrum hin verdichten, nimmt der Planet in etwa die Form einer Kugel an. Trotz der niedrigen Umgebungstemperaturen von - 170°C bis - 180°C, dauert es zwischen 4 bis 5 mil. Jahren, bis es zur ersten Krustenbildung auf der Oberfläche kommt. Die Abkühlung dauert deswegen so lange, weil der Planet eine Temperatur von etwa1000°C besitzt.

Entstehung der ersten Biotope (Lebensräume)
Meere entstehen durch den Vulkanismus. Da der Planet anfangs nur mit einer dünnen Kruste bedeckt ist, unter der sich eine zähe Masse von etwa 1400°C befindet, kommt es zur Gas - und Blasenbildung unter der Erde. Der Boden reist auf und lässt die Gase und Wasserdampf nach oben steigen (verdunsten). Die noch giftige Gashülle des Planeten leitet den Ausbruch und es kommt zu starken Regenfällen. Das Wasser fängt sich in Einwölbungen, Meere entstehen.

Entstehung und Entwicklung von Lebensformen

Durch Einwirkung von Sonneneinstrahlung, hohe Wassertemperaturen sowie die Entladung von Energie (durch Blitze), (aus der Unsubstanz) werden Eiweisse, die ersten "Bausteinen für Lebewesen" (Lebensformen), geformt. Sie bestehen aus Aminosäuren und ähneln (durch nur geringe chemische Unterschiede im Aufbau) den heutigen Proteinen. Man nennt sie Protenoide. Es sind flächenhafte Gebilde, die sich zu Kugelförmigen, hohlräumigen Gebilden zusammenstülpen, welche man Mikrosphären nennt. Diese sind Vorläufer der Zellen, von denen sie sich jedoch insofern entscheiden, dass Zellen, im Gegensatz zu Mikrosphären, aus Zellorganen (Zellkern / Chloroplasten) bestehen. Mikrosphären tragen im Inneren organische Substanzen (in denen sich die Verbindungsenergie bindet) und leben im feuchten Biotop.
Enzyme bestehen aus Eiweiss und sind die sogenannten Katalysatoren des Stoffwechsels, da sie andere Stoffe verändern, sich selbst jedoch nicht. Auf diesem Weg entwickeln sich neue Lebensformen. Schon eine kleine Veränderung der Aminosäurensequenz führt zu verschiedenen Eigenschaften und grossen Unterschieden.
Auf dem Planeten existieren autotrophe und heterotrophe Organismen. Autotrophe Organismen ernähren sich selbständig. Sie wandeln anorganische Stoffe, durch Foto - oder Chemosynthese, in körpereigene um. Heterotrophe Organismen sind in ihrer Ernährung ganz oder teilweise auf die Körpersubstanz oder die Stoffwechselprodukte anderer Organismen angewiesen. Sie verfügen jedoch über einen eigenen Stoffwechsel.
Eine zu hohe Temperatur auf der Erdoberfläche bewirkt den Zerfall von Eiweiss, während eine zu niedrige Temperatur chemische Reaktionen vermindert.

Erdkruste und Plattentektonik (Erdplattenverschiebung)
Die Erdoberfläche besteht aus verschidenen Schichten. Sie wird von einer dünnen Kruste (40 bis 60 km dick) bedeckt. Durch Auftriebsströmungen (erhitztes Material erreicht die Oberfläche) verändern sich diese Schichten. Es kommt zu Rissbildungen, Krustenteile werden auf der Erdoberfläche (mit einer Geschwindigkeit von 0,6 cm bis 2 cm pro Jahr) verschoben. Durch diese Plattenbewegung wird aus der Erde Material (Lava) herausgedrückt, man nennt das Vulkanismus.

Veränderung der Oberfläche - Gebirgsbildung und - abtragung

Durch vulkanische Tätigkeiten kommt es auch zu Gebirgsbildungen.
Platten (Krustenteile) werden entweder voneinander weggedrückt und hinterlassen eine Kluft, aus welcher heisse Lava austritt (à Mittelatlantischer Rücken, Island // Europa und Amerika entfernen sich etwa 2 - 3 cm pro Jahr voneinander), oder schieben sich aneinander vorbei
(à San Andreas) wodurch es auch zu Erdbeben kommt.
Eine dritte Möglichkeit sind die Faltengebirge. Die Platten schieben sich hier aufeinander zu, wodurch Gebirge aber auch Tiefengräben entstehen.
Zu Gebirgsabtragungen kommt es durch die Erosion (Veränderung / Umbildung des Lebensraumes).

Formen der Erosion

Erosion bedeutet Abtragung. Die Ablagerung des erodierten Materials nennt man Sedimantation.
Die Erosion erfolgt durch Wasser, Wind, Eis, Schmelzen von Gletschern, Temperaturgegensätze (heiss - kalt) und Frostsprengung (das Wasser fliesst in Risse und gefriert dort bei Frost, dadurch wird der Block gesprengt)
Durch Erosion kommt es zu ablagerungen in Seen und Gewässern, was innerhalb mehrerer Jahrtausende zur Verlandung führt. Die Sedimentation besteht beispielsweise aus Kalk - und Sandstein. Auch Schichten aus verschiedenen Sedimentationen können durch erneute Erosion abgetragen und neu vermischt werden.
Die Gebirgsform entscheidet über die Festigkeit, denn feste Materialien wiederstehen der Erosion länger und bilden spitzere Oberflächenformen.

Bodenbildung - Boden als Lebensraum

Die Erosion bewirkt eine Veränderung (à Umbildung) des Lebensraumes.
Gletscher schieben sich über verschiedenes Gestein, hobeln es ab und mischen es durch.
Durch sinkende Temperaturen schmelzen die Gletscher und zerkleinern durch die entstehende Reibung Felsen und Boden. Aus dem ehemaligen Grundgebirge entsteht so potentieller Lebensraum. Dieser wird in der Nacheiszeit durch primitive Pflanzen besiedelt, dadurch entsteht eine neue Bodenschicht aus Humushorizont und Torf.
Torf lockert die Erde auf und ermöglicht heterotrophen Organismen die Zufuhr von Sauerstoff, den sie für ihren Stoffwechsel benötigen.Torf und Humus bestehen aus abgestorbenen und (durch Insekten zersetzten und mineralisierten) verarbeiteten Pflanzenteilen, welche dem Boden Nährstoffe zuführen.
Durch Wassereinfall bilden Organismen im Humus CO2, welches von jedem Lebewesen abgegeben wird.
Die Schichtung der Erdkruste ist abhängig von Lebewesen, zu Beispiel von Korallen und anderen Schalentieren. Dadurch entstehen Kalk - Ablagerungen im Boden. Bei grösseren Ablagerungen kommt es sogar zu richtigen Kalksteinterassen (Kastgebiete). Sie werden von Humussäuren ausgewaschen und so in tiefere Erdschichten verlagert. Auf diesem Weg entstehen zum Beispiel Tropfsteinhöhlen.
Tonminerale sind kleinste Bestandteile des Bodens, sie gehören zur Grundsubstanz. Durch Regen gelangen sie in 1m bis 1.50m tiefen Boden. Das Wasser staut sich im Boden (à Staunässe), wodurch die Pflanzen verkümmern.
Eine natürliche Bodenverbesserung erfolgt durch die Ansiedlung von Tiefwurzlern, welche die Tonwände durchbrechen und so das Wasser versickern lassen. "Künstlich" lässt sich dieses Problem durch Dünger oder Umgraben des Bodens lösen.

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