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Sphärenaufbau: Welten durchdringen sich

Was umhüllt die Erde?

Die Erdhülle oder Geosphäre. In diesem Raum berühren und durchdringen sich die Gesteinsschicht sowie Wasser- und Lufthülle. Man bezeichnet diese Bereiche auch als Lithosphäre, Hydrosphäre und Atmosphäre. Die Lithosphäre umfasst die Gesteinswelt der obersten Erdschichten. Die Hydrosphäre schließt sämtliches Wasser der Erde ein, die Atmosphäre ist die Luftschicht der Erde. Die Biosphäre ist der gesamte mit Lebewesen besiedelte Raum der Erde. Im Boden ist die gegenseitige Durchdringung der Teilhüllen besonders ausgeprägt. Hier wirken Bodenluft und -wasser sowie Bodenorganismen und verwittertes Gestein auf engstem Raum aufeinander ein. Die Bodenschicht wird deshalb auch als eigene Hülle oder Pedosphäre bezeichnet.

Übrigens: Alle Sphären sind miteinander verknüpft und beeinflussen sich gegenseitig. So hängt der Bodenaufbau der Pedosphäre vom jeweiligen Gesteinsuntergrund der Lithosphäre ab. Gleichzeitig bestimmen das Wasser der Hydrosphäre und die Luft der Atmosphäre die Bodenentwicklung. Lebewesen der Biosphäre nutzen den Boden als Lebensraum oder bearbeiten und verändern ihn.

Wie weit reicht die feste Gesteinsschicht?

Etwa 100 km tief. Diese Schicht, auch Lithosphäre genannt, umfasst die gesamte Erdkruste und Teile des Erdmantels.

Die Lithosphäre bildet jedoch keine durchgehend feste Schale, sondern ist in mehrere Platten zerlegt, die auf der sog. Asthenosphäre, dem Erdmantelbereich in 100–200 km Tiefe, »schwimmen« und den Untergrund der Kontinente und Meere aufbauen. Den Meeresboden bildet die dünne und relativ schwere ozeanische Kruste, die überwiegend aus Basalten besteht. Das Festland besteht aus der dicken und leichteren kontinentalen Kruste, in der vorwiegend Granite vorkommen.

Was ist typisch für einen Boden?

Im Boden, genauer gesagt, in der Verwitterungsschicht aus mineralischen und organischen Substanzen, laufen mehrere Prozesse ab. Sie werden durch das Ausgangsgestein, Niederschläge und andere Klimafaktoren sowie durch Lebewesen beeinflusst und führen zur Bildung eines charakteristischen Bodens. Jeder Boden hat also seinen eigenen »Fingerabdruck«. Alle Böden der Erde bilden zusammen die Pedosphäre. Diese ist eng mit der Lithosphäre, der Hydrosphäre, der Atmosphäre und der Biosphäre verbunden.

Bedingen sich Klima und Boden gegenseitig?

Ja, in jeder Klimazone gibt es charakteristische Böden. Braunerden sind z. B. typisch für die Laub- und Mischwaldzonen der gemäßigten Breiten, wie bei uns in Deutschland, Podsole dagegen für die Nadelwaldregion der Taiga, etwa in Sibirien. In den Tropen sind Rotböden weit verbreitet.

Böden dienen den höheren Pflanzen als Lebensstandort. Sie werden dort nicht nur mit lebenswichtigen Nährstoffen und Wasser versorgt, sondern auch vor schädlichen Stoffen geschützt.

Wo überall lässt sich Wasser finden?

In der Hydrosphäre, der Wasserhülle der Erde. Sie umfasst das Oberflächen- und das oberflächennahe Wasser. Dazu zählen das Meereswasser, das Boden- und Grundwasser sowie das Wasser der Flüsse und Seen. Ein großer Teil des Regenwassers fließt an der Oberfläche oder unterirdisch ab. Grundwasser bildet sich aus Sickerwasser, das sich über einer wasserundurchlässigen Schicht staut. Undurchlässig für Wasser sind neben Tonen und Mergel auch vulkanische Gesteine. Ein Teil des Wassers ist auch in der Mineralstruktur von Gesteinen gebunden. Ein anderer Teil füllt die Poren zwischen den einzelnen Bodenpartikeln oder durchdringt den Boden in Form von Wasserdampf. Die zur Hydrosphäre gehörende Kryosphäre umfasst das feste Eis, also die Polkappen, die Eisschilde (z. B. auf Grönland), die Gletscher sowie das Eis der Eishöhlen und der Dauerfrostböden.

Warum erscheint die Erde vom All aus blau?

Weil mehr als zwei Drittel ihrer Fläche von Wasser bedeckt ist. Der größte Teil der rd. 1,4 Mrd. km³ Wasser befindet sich in den drei großen Weltmeeren: dem Atlantik, dem Pazifik und dem Indischen Ozean. Diese drei Ozeane und ihre Nebenmeere bedecken mit einer Fläche von ca. 360 Mio. km² mehr als zwei Drittel der Erdoberfläche.

Wo auf der Erde regnet es am meisten?

Am Südhang des Himalaya gehen jährlich mehr als 10 000 mm nieder. In extrem trockenen Gebieten wie der Atacama-Wüste in Südamerika fällt praktisch überhaupt kein Regen. Insgesamt finden sich 13 000 km³ Wasser als Wasserdampf in der Atmosphäre, das sind 0,001 % der globalen Wassermenge. Aus Wasserdampf bilden sich Wolken, aus denen jedes Jahr etwa 500 000 km³ Niederschlag auf die Erde fällt. Ein Teil des Wassers verdunstet über offenen Wasserflächen und Oberflächen und gelangt so wieder in die Atmosphäre. Die Pflanzen geben ebenfalls Wasser dorthin ab.

Wo endet die Atmosphäre?

Die Atmosphäre, die Lufthülle der Erde, geht in 300–400 km Höhe allmählich in den Weltraum über. Sie besteht in ihren untersten 20 km aus einem Gemisch verschiedener Gase und gasförmiger Elemente, die von der Schwerkraft der Erde festgehalten werden. Mit 78 % hat Stickstoff den größten Anteil, Sauerstoff nimmt etwa ein Fünftel ein. Der Rest setzt sich aus Wasserdampf, Argon, Wasserstoff, Kohlendioxid und Edelgasen zusammen. In den unteren Schichten der Atmosphäre, dort wo sich auch das Wettergeschehen abspielt, gibt es erhebliche Mengen an Schwebeteilchen, sog. Aerosole – Staub, Dämpfe und Rauch. Insgesamt hat die Erdatmosphäre eine Masse von etwa 1500 Billionen Tonnen.

Wie verteilt sich das Leben?

Die Pedosphäre ist der Lebensraum der meisten Tiere und Pflanzen. Dazu zählen sämtliche Landtiere sowie der größte Teil der Pflanzen. Atmosphäre und Hydrosphäre steuern das Klima – Temperaturen und Niederschlagswerte sind für die Lebensbedingungen von entscheidender Bedeutung. Der Gesteinsuntergrund und der Boden versorgen die Pflanzen mit mineralischen Nährstoffen und speichern das lebenswichtige Wasser.

Auch in der Hydrosphäre und der Atmosphäre gibt es Leben: Meeresflora und -fauna sind an den hohen Salzgehalt des Meerwassers angepasst. Die gesamte Lebewelt am Grund der Meere und der Seen wird als Benthos (griechisch = Tiefe) bezeichnet. Die frei schwimmende Lebewelt wird unter dem Begriff Nekton (Schwimmendes) zusammengefasst, die passiv schwebende heißt Plankton (Umhertreibendes).

In der Atmosphäre schweben kleinste Organismen wie Bakterien, Pilze, Sporen, Pollen und andere Keime durch die unteren Schichten der Lufthülle unserer Erde; in den bodennahen Luftschichten über Land treten in jedem Kubikmeter Luft 500 –1000 solcher Organismen auf. Oberhalb von 3000 m ist die Luft dagegen keimfrei.

Die Lebewesen sind unter den jeweiligen Verhältnissen in den verschiedenen Sphären entstanden. Ob Tiere oder Pflanzen, Bakterien oder Pilze  –  jede Sphäre verfügt über ihre eigenen Spezialisten.

Ist Stein gleich Stein?

Nein. Die Geologen unterscheiden drei Gruppen: Magmatische Gesteine wie Granit haben sich als Erstarrungsgesteine aus den heißen Schmelzen des oberen Erdmantels gebildet. Metamorphe Gesteine entstehen, wenn einem Gestein andere, mächtige Gesteinsschichten aufliegen und damit hoher Druck und große Hitze vorherrschen. Unter diesen Bedingungen ändern sich Struktur und Substanz der Gesteine – aus Kalk wird z. B. Marmor. Auch der Kontakt mit heißen Magmen führt zur Metamorphose. Werden metamorphes oder magmatisches Gestein durch Wind oder Wasser abgetragen und lagern sich die transportierten Gesteinsteile an anderer Stelle wieder ab, formen sie dort die dritte Gesteinsgruppe, die Sedimente. Ein typisches Sedimentgestein ist beispielsweise Sandstein.

Wussten Sie, dass …

Salz, das in Gestein eindringt, dieses zum Platzen bringen kann? Das Gleiche schaffen auch Pflanzenwurzeln, die sich in Spalten vortasten.

fast ein Viertel der Landoberfläche abflusslos ist? In diesen Gebieten gibt es keine Flüsse, die das Wasser in die Weltmeere führen.

sich das gesamte Wettergeschehen in der 9–18 km hoch reichenden Troposphäre abspielt? Die Troposphäre ist die unterste Schicht der Atmosphäre.

Wie entstanden die meisten Seen?

Sie verdanken ihre Entstehung den Eiszeiten. Gletscherseen wurden durch Moränen, also dem vom Gletscher mitgeführten oder nach seinem Abschmelzen abgelagerten Gesteinsschutt, aufgestaut. Seen wie die des Alpenvorlandes bildeten sich in Vertiefungen, die eiszeitliche Gletscher ausgehobelt hatten. Die Seen der Mecklenburgischen Seenplatte sind auf einer solchen Moränenlandschaft entstanden. Viele Seen, darunter einige in Ostafrika, verdanken ihre Entstehung Einbrüchen der Erdkruste. Die Maarseen der Eifel sind mit Wasser gefüllte vulkanische Explosionstrichter. Karstseen hingegen bilden sich dort, wo ein kalkreicher Untergrund durch chemische Prozesse, die sog. Verkarstung, ausgeräumt wurde.

Wo gibt es kein Leben?

Im Innern der Erde sowie in den oberen Schichten der Atmosphäre; diese Bereiche liegen außerhalb der Biosphäre. Die Biosphäre umfasst nur den erdnahen Luftraum, den Boden sowie alle Gewässer und Höhlensysteme der Erde. Selbst in der »schwarzen« Tiefsee gibt es Leben: schätzungsweise 10 Mio. Arten.

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