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Erde und Mond
Erde
NASA
Die Erde ist keine ideale Kugel. Durch die Rotation ist die Erde leicht abgeplattet. Ihre Masse ist nicht gleichmässig verteilt. Das Festland weist Beulen und Ausbuchtungen auf.
NASA
Die Erdoberfläche besteht aus Festland und Ozeanen. Das ist einmalig in unserem Planetensystem. Die Ozeane bedecken 71 % der Erdoberfläche.
Das Alter der Erde wird auf 4,55 Milliarden Jahre geschätzt. Am Anfang war sie eine weissglühende Gaskugel. Im Laufe der Zeit kühlte die flüssige Gesteinsschmelze immer mehr ab. Es entwickelten sich die Kontinente und Meeresboden als dünne Kruste über dem noch immer geschmolzenen Erdinnern. Immer wieder riss die Kruste auf, und flüssiges Gesteinsmaterial drang an die Oberfläche. Als sich die Temperatur auf unter 100 ° C gesenkt hatte, verdampften die Niederschläge nicht mehr und die Ozeane konnten sich bilden. Durch den hohen Druck und die Temperatur ist das Erdinnere nicht fest. Es gibt langsame Fliessbewegungen des Materials. Diese Vorgänge nennt man Konvektionsströmungen. Sie sind ein Grund für den ständigen Wandel im Antlitz der Erde. Die Strömungsgeschwindigkeit ist sehr klein (einige cm pro Jahr), sie kann aber im Laufe von Jahrmillionen grosse Verschiebungen verursachen. Auf diese Weise entfernen sich Amerika und Europa jährlich um einige Zentimeter. Wenn zwei Festlandmassen durch die Konvektionsströmungen aufeinander stossen, entstehen dabei Gebirge, wie z. B. die Alpen.
Die entstandenen Gebirge werden von der Erosion im Laufe von Jahrmillionen wiederum abgetragen. Die höchste Erhebung der Erde ist ein Vulkan, der Mauna Kea auf Hawaii. Er ragt mehr als 4200 m über den Meeresspiegel empor; seine Basis aber ist in 5200 m Tiefe. Er erreicht somit eine Gesamthöhe von 9400 m. Auf der Erde entstehen Oberflächenformen nicht nur durch Vulkanismus und Bewegungen der Erdkruste, sondern auch durch Meteoriteneinschläge (z. B. der Barringer-Krater in Arizona, USA). Pro Tag fallen mehrere tausend Tonnen Meteoritentrümmer auf die Erde.
Die Erde ist von einer Gashülle, der sogenannten Atmosphäre, umgeben. Sie besteht aus 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff, 0.9 % Argon und 0.1 % verschiedener Aerosole.
Die Atmosphäre ist sehr wichtig für das Leben auf der Erde. Sie enthält den lebensnotwendigen Sauerstoff, hält gefährliche Strahlung ab, bremst die Meteoriden aus dem Weltall ab oder lässt sie verglühen und verhindert zu schnelle Temperaturschwankungen beim Wechsel von Tag und Nacht.
Die Erde ist nicht nur von einer Luft-, sondern auch von einer Magnethülle umgeben. Auch sie ist für das Leben auf der Erde von Bedeutung. Sie lenkt die tödlich wirkende Strahlung aus dem interplanetaren Raum ab.
Die Erdachse ist 23.5 ° zur Ekliptik geneigt. Diese Schräglage ist verantwortlich für den Wechsel der Jahreszeiten.
|Eigenschaften des Orbits|
|Grosse Halbachse||1 AE (149.6 Mio. km)|
|Perihel - Aphel||0.983 - 1.017 AE|
|Exzentrizität||0.0167|
|Neigung der Bahnebene||0°|
|Siderische Umlaufzeit||365.256 Tage|
|Mittlere Orbitalgeschwindigkeit||29.78 km/s|
|Physikalische Eigenschaften|
|Äquator-, Poldurchmesser||12'756.32 - 12'713.55 km|
|Masse||5.974 · 1024 kg|
|Mittlere Dichte||5.515 g/cm3|
|Fallbeschleunigung||9.80665 m/s2|
|Fluchtgeschwindigkeit||11.186 km/s|
|Rotationsperiode||23 h 66 min 4.1 s|
|Neigung der Rotationsachse||23.44°|
|Geometrische Albedo||0.367|
|Eigenschaften der Atmosphäre|
|Druck||1.014 bar|
|Temperatur Minimum||184 K (-89 °C)|
|Temperatur Mittel||288 K (+15 °C)|
|Temperatur Maximum||331 K (+58 °C)|
|Hauptbestandteile|
|Stickstoff||78.08 %|
|Sauerstoff||20.95 %|
|Argon||0.93 %|
|Kohlenstoffdioxid||0.038 %|
Mond
Fotos: AGO
Der Mond ist unser nächster kosmischer Begleiter und der bislang einzige fremde Himmelskörper, den der Mensch bis jetzt betreten hat. Am 21. Juli 1969 (Apollo 11) setzten zum erstenmal Menschen den Fuss auf den Mond. Neil Armstrong, kommentierte seinen Hüpfer von der Landefähre auf den Mondboden mit dem geschichtsträchtigen Satz "Das ist ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein großer für die Menschheit".
Der Mond dreht sich während eines Umlaufs um die Erde auch genau einmal um seine Achse. Durch diese gebundene Rotation, wendet er der Erde immer die gleiche Seite zu. Erde und Mond sind durch die Schwerkraft miteinander verbunden und bilden ein System. Dieses System kreist mit seinem Baryzentrum auf einer elliptischen Bahn um die Sonne. Das Baryzentrum, auch Schwerezentrum der Masse genannt, liegt 4800 km vom Erdmittelpunkt entfernt, also noch in Erdinnern.
Der Mond entstand vor ca. 4 Milliarden Jahren, nach einer Kollision der jungen Erde mit einem Kleinplaneten. Dabei sind Stücke aus der Erde gerissen worden, die sich mit Teilen des Planetoiden vermischt haben. Diese These stützt sich auf die Zusammensetzung des Mondgesteins. Dieses Gestein weist sowohl irdische als auch «ausserirdische» Zusammensetzungen auf. Zwischen Mond- und Erdgestein bestehen zwei wesentliche Unterschiede. Mondgestein enthält kein Wasser, d. h. es gibt keine Reaktionen mit Wasser und damit keine Ton- oder Rostbildung. Zudem enthält das Mondgestein etwa doppelt soviel Eisen. Das Eisen kommt aber überwiegend in Form von metallischem Eisen vor und nicht als Oxid. Das Gestein ist ca. 4 Milliarden Jahre alt. Die Oberfläche des Mondes besteht aus Maren, Kratern, Gebirgen und Vulkanen. Die Mare sind durch den Aufschlag von grossen Meteoriten oder Asteroiden entstanden. Durch den Aufprall riss die bereits erkaltete Oberfläche auf und geschmolzenes Material drang nach aussen. Es füllte die Becken. Bei den hellen Teilen der Mondoberfläche handelt es sich zum grössten Teil um Krater. Sie sind durch den Aufprall von kleineren Meteoriten entstanden. Auf der erdzugewandten Seite gibt es ca. 300'000 Krater mit einem Durchmesser von 1 km bis über 300 km.
Die Temperaturen auf dem Mond schwanken zwischen etwa +130 ° C um die Mittagszeit und -160 ° C während der Nacht. Ein Grund für diese starken Temperaturschwankungen ist die äusserst dünne Atmosphäre des Mondes. Wegen dieser dünnen Atmosphäre erreicht selbst der kleinste Meteorit den Boden. Überdies können keine Schallwellen übertragen werden, d. h. auf dem Mond herrscht Totenstille. Und noch ein Unterschied zur Erde, der Himmel über dem Mond ist nicht blau, sondern pechschwarz. Auch das ist eine Folge der nahezu fehlenden Atmosphäre.
Von der Erde aus gesehen verändert der Mond im Lauf von 29 Tagen 12 Std und 44 Min jeden Tag ein wenig sein Aussehen. Das, weil er von der Sonne immer aus einem anderen Winkel beschienen wird. Bei Neumond ist er unsichtbar. er steht am Taghimmel. In den folgenden Tagen zeigt er sich am Abend als dünne Sichel, wächst jeden Tag und nach etwas weniger als 15 Tagen leuchtet er als Vollmond vom Nachthimmel. Danach nimmt er wieder ab, bis er in den frühen Morgenstunden nur noch eine schmale Sichel bildet und nach 29,5 Tagen wieder am Taghimmel steht und für uns nicht sichtbar ist.
Grafik: AGO
|Eigenschaften des Orbits|
|Zentralkörper||Erde|
|Grosse Halbachse||384'400 km|
|Periapsis - Aphoapsis||363'300 - 405'500 km|
|Exzentrizität||0.0549|
|Neigung der Bahnebene||zur Ekliptik 5.145°|
|Umlaufzeit||27.3217 Tage|
|Mittlere Orbitalgeschwindigkeit||1.023 km/s|
|Physikalische Eigenschaften|
|Mittlerer Durchmesser||3'476 km|
|Masse||7.349 · 1022 kg|
|Mittlere Dichte||3.341 g/cm3|
|Fallbeschleunigung||1.62 m/s2|
|Fluchtgeschwindigkeit||2.38 km/s|
|Siderische Rotationsperiode||27.322 Tage|
|Neigung der Rotationsachse||6.68°|
|Geometrische Albedo||0.12|
|Max. scheinbare Helligkeit||-12.74m|
|Eigenschaften der Atmosphäre|
|Temperatur Minimum||403 K (+130 °C)|
|Temperatur Mittel||218 K (-55 °C)|
|Temperatur Maximum||113 K (-160 °C)|
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