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Erde Zukunft

Welche Zukunft unserem Planeten bestimmt ist, können wir heute schon an unseren Nachbarplaneten studieren. Da haben wir einmal Venus mit ihrem enormen Treibhauseffekt und den lebensfeindlich hohen Temperaturen in der Atmosphäre und natürlich Mars, die trockene Steinwüstenei, auf dem sich jegliches Wasser längst verflüchtigt hat. Eine Aufheizung der Erdatmosphäre lässt sich langfristig gesehen nicht verhindern, denn unser Schicksal ist untrennbar mit dem der Sonne verbunden. Veränderungen ihres Energieausstoßes haben unmittelbare Auswirkungen auf die Temperaturen hier auf der Erde.

Nichts bleibt wie es ist

Sonnenuntergang Die Sonne versorgt uns seit knapp 5 Milliarden Jahren mit Licht und Wärme, ohne diese Energiequelle wäre das Leben auf der Erde wohl gar nicht erst entstanden.

In einem astronomisch gesehen kurzen Menschenleben verändert sich die Sonne so gut wie gar nicht, sie erscheint uns zuverlässig und gleichmäßig präsent.

Irgendwann ist damit jedoch Schluss, dann wird sie ihren Brennstoffvorrat verbraucht haben und erlischt. Man schätzt, dass die Sonne sich gerade in der Mitte ihres Daseins befindet.

Bis ihre Energiereserven zur Neige gehen, sind es also ebenfalls noch ca. 5 Milliarden Jahre.

Ohne die wärmenden Sonnenstrahlen wird sich die Erde in einen Eisplaneten verwandeln und auf unter -200 Grad Celcius abkühlen. Das allerdings ist nur die Schlussphase einer langen Entwicklung, die so gar nichts mit Kälte zu tun haben wird. Und erleben wird das Ende der Erde auch niemand, denn schon sehr lange vorher wird auf unserem Heimatplaneten kein Leben mehr möglich sein.

Kurzer Rückblick

In der Erdgeschichte wechselten sich bislang Eiszeiten und warme Perioden ab, das Erdklima war schon immer größeren Schwankungen unterworfen. Die Gründe hierfür sind vielfältig und sehr komplex. Auch künftig kann es wieder zu einem globalen Klimawandel kommen, selbst ohne das Zutun des Menschen.

Es gibt periodische Veränderungen, die sich alle paar Jahrtausende bemerkbar machen. Zum Beispiel bewegt sich die Erde nicht auf einer absolut festen Bahn um die Sonne. Ihr Weg ändert sich allmählich, sodass sich auch der minimale und der maximale Abstand zur Sonne ändert und somit auch die Menge an Sonnenenergie, die die Erde dann erreicht.

Auch die Schiefe der Ekliptik ändert sich periodisch, sodass sich die Jahreszeiten verändern, das heißt die Temperaturunterschiede zwischen den einzelnen Jahreszeiten verstärken oder verringern sich. All diese Vorgänge führen dazu, dass sich das Klima auf der Erde periodisch verändert. Mal ist es über einen langen Zeitraum hinweg wärmer und mal kälter. Dem Leben hat das bislang nicht allzu viel ausgemacht. Es war jedesmal in der Lage, sich an die veränderten Bedingungen anzupassen.

Die Sonne - Lebensspender und Todesstern

SonnenuntergangDie eigentliche Gefahr für das Leben geht ausgerechnet von dem Körper aus, der so überaus wichtig und bestimmend für das Leben ist - nämlich von der Sonne, unserer wichtigsten Energiequelle!

Die Sonne macht als Stern eine ganz bestimmte Entwicklung durch, die wir erkennen und verstehen, indem wir die Lebenszyklen vergleichbarer Sterne beobachten und erforschen. So gelingt es uns, das Verhalten der Sonne vorherzusagen.

Die Sonne wird nicht so bleiben, wie wir sie kennen. Im Laufe ihres Daseins steigert sie kontinuierlich ihren Energieausstoß. Schon heute strahlt sie ca. 40% mehr Energie ab als noch zu Beginn. Dieser Prozess wird nicht stoppen, sodass sie zunehmend heißer wird.

Beteigeuze - ein Roter RieseAm Ende (in ca. 5 Mrd. Jahren) wird sich die Sonne zu einem Roten Riesen aufblähen und dabei von ihrer Ausdehnung her bis an die Erdbahn heranreichen.

Da sie dabei Materie abstößt, verringert sich ihre Gravitationskraft, sodass die Erde ihre Bahn nach weiter außen verlagert, so etwa in die Gegend, in der heute Mars seine Runden dreht. Mars selbst wird natürlich ebenfalls weiter nach außen wandern.

Hat die Sonne ihre äußeren Hüllen abgestoßen, bleibt ein Weißer Zwerg in etwa Erdgröße zurück, der zwar noch etwas Restwärme besitzt und vor sich hin glüht, aber mit dem einstigen leuchtenden Stern, der er war, nichts mehr gemein hat.

Was geschieht auf der Erde?

Schauen wir uns nun an, was auf der Erde passiert, während die Sonne immer heißer wird. Zunächst einmal sollten wir froh sein, dass wir den Treibhauseffekt haben. Ohne die wärmespeichernde Funktion der Atmosphäre wäre es hier viel kälter, die Durchschnittstemperatur läge bei gerade einmal -19° Celsius. Unser Planet wäre dauerhaft vereist, Leben hätte sich unter solchen Bedingungen nur schwer entwickeln können.

Heute haben wir eine weltweite durchschnittliche Temperatur von +14° Celsius. In der Frühphase der Erde lag dieser Wert sogar noch höher, weil die Atmosphäre viel mehr Methan enthielt, was ein noch stärkeres Treibhausgas ist als das berühmte Kohlendioxid. Heute sorgt ein natürlicher Regelmechanismus dafür, dass die Temperaturen relativ konstant bleiben. Das ist:

Der globale Karbonat-Silikat-Kreislauf

Temperaturen in der Atmosphäre steigen:
  • Verdunstet mehr Wasser, die Luft wird feuchter.
  • Das verstärkt die Verwitterung von Silikatgestein.
  • Das CO2 der Luft verbindet sich mit dem gelösten Kalzium der Gesteine, es wird also der Luft entzogen und gelangt über die Flüsse ins Meer.
  • Dort wird das entstandene Kalziumkarbonat (Kalk) in Meeressedimenten abgelagert.
  • Als Folge davon sinken die Temperaturen, da der Atmosphäre das Treibhausgas CO2 entzogen wird.

-> Es wird kühler.

Nun der zweite Teil des Kreislaufes:
  • Aufgrund der Plattentektonik stoßen Kontinentalplatten zusammen.
  • An ihren Rändern entstehen hohe Drücke und hohe Temperaturen (Gefahr von Erdbeben und Vulkanausbrüchen).
  • Dabei wird das CO2 mit dem Kalk, mit dem zusammen es bislang in der Tiefe verborgen war, wieder nach oben befördert unter, wie schon gesagt hohem Druck und hohen Temperaturen.
  • Dabei wird das CO2 freigesetzt, und es bildet sich nun neues Silikatgestein.
  • Das CO2 steigt weiter auf und gelangt in die Atmosphäre, dort erhöht es den Treibhauseffekt.
  • Das Silikatgestein gelangt durch Gebirgsauffaltung an die Erdoberfläche.

-> Es wird wärmer.

Nun haben wir wieder annähernd die gleichen Bedingungen wie zu Beginn des Temperaturanstieges. Der Kreislauf beginnt von Neuem (natürlich in Zeiträumen von etlichen Jahrtausenden gesehen).

Die Temperaturen steigen unaufhörlich

In ca. 500000 Jahren wird die Sonnenstrahlung, die die Erde trifft, so hoch sein, dass der oben beschriebene Kreislauf von Erwärmung und Abkühlung zusammenbricht und nicht mehr funktioniert.

SteinwüsteDie Hitze lässt verstärkt Wasser verdunsten, und diese Feuchtigkeit der Luft beschleunigt den Verwitterungsprozess. Das atmosphärische CO2 wird nun in großem Maßstab gelöst (der Wasserdampf ersetzt nun die Treibhauswirkung des schwindenden CO2, sodass es diesmal nicht kühler wird).

Sinkt der Kohlendioxidanteil der Luft unter den Grenzwert von 150 ppm (parts per million, zu deutsch Teile pro Million), sind Pflanzen nicht mehr in der Lage, die Fotosythese durchzuführen, sie verkümmern.

An den Pflanzen aber hängt eine lange Nahrungskette. Fallen sie weg, verhungern als nächstes pflanzenfressende Lebewesen und in weiterer Folge dann auch alle anderen höher entwickelten Lebewesen einschließlich des Menschen.

Die auf lange Frist stetig ansteigenden Temperaturen und der zu erwartende CO2-Mangel in der Atmosphäre werden also dazu führen, dass das Leben immer schwierigere Bedingungen vorfindet und verkraften muss. Bis zu einem gewissen Grad sind sicher Anpassungen möglich, aber letztlich wird alles Leben auf der Erde wieder zugrunde gehen.

Die Letzten werden die Ersten sein

Höhere Lebensformen sind zuletzt entstanden, und sie werden als erste wieder verschwinden, einfach weil sie sehr empfindlich sind. Das Leben wird den Weg, den es bis heute genommen hat, sozusagen rückwärts gehen. Lebewesen, die sich erst in den letzten paar Millionen Jahren herausgebildet haben, werden mit als erste von der Bildfläche verschwinden, denn sie benötigen relativ stabile Umweltbedingungen, um sich entwickeln und fortpflanzen zu können.

In ca. 500 Millionen Jahren wird es höheren, vielzelligen Organismen wie Menschen, Pflanzen und Tieren und Pilzen nicht mehr möglich sein, ihre Lebensfunktionen aufrecht zu erhalten.

Zurück bleiben einzellige Eukaryoten wie zum Beispiel Algen und Amöben, die auch extreme Umweltbedingungen vertragen. Sie werden sich schätzungsweise noch etwa eine Milliarde Jahre halten können, doch wird es zunehmend heißer auf der Erde. Lebewesen werden sich wahrscheinlich in vor Sonneneinstrahlung geschütze Bereiche zurückziehen, also unter die Erde und in die Ozeane. Dort werden sich nach dem Absterben der Eukaryoten noch Prokaryoten finden.

Prokaryoten entstanden bereits 1,5 Milliarden Jahre nach Entstehung der Erde, als es hier noch heiß und ungemütlich war. Aus ihnen heraus entwickelten sich später nach Abkühlung der anfangs heißen Erdoberfläche alle anderen Organismen, die es heute gibt. Zunächst entwickelten sich aus ihnen die Eukaryoten, und später dann Pflanzen und Tiere.

Prokaryoten, also Bakterien und Blaualgen, waren die ersten Lebewesen und werden auch die letzten Lebewesen der Erde sein.

Die Zukunft - heiße wüste Ödnis

In ca. 3 Milliarden Jahren wird die Erde dann ein heißer toter Planet sein, der seinen immer heller und heißer werdenden Stern, die Sonne, auch weiterhin umkreist. Kein bisschen Grün wird es dann noch geben, die Erde ist wüst und leer, eine bräunlich-graue Ödnis. Die Ozeane verdampfen allmählich. Dadurch erhöht sich der Wasserdampfanteil in der Luft, was einen zusätzlichen Temperaturanstieg zur Folge hat. Irgendwann ist auch der letzte Rest Wasser entschwunden und mit ihm jegliche Spuren des Lebens.

Auf dem Mars In den hohen Atmosphäreschichten werden durch die intensive UV-Strahlung der Sonne Wasserdampfmolekülein Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Die leichten Wasserstoffmoleküle entweichen relativ leicht ins Weltall, der Sauerstoff dagegen wird sich mit eisenhaltigem Gestein verbinden.

Das kann bereits heute sehr schön beobachtet werden, nämlich auf unserem Nachbarplaneten Mars. Seine rötliche Färbung kommt daher, dass sich der Sauerstoff seiner Atmosphäre mit eisenhaltigem Gestein verbindet und so den Planeten rosten lässt.

In ca. 5 Milliarden Jahren wird sich nahezu die gesamte Atmosphäre ins Weltall verflüchtigt haben. Das Oberflächengestein erreicht nun Temperaturen um die 1000° C und beginnt zu schmelzen. Zeitgleich wird auch der Lebenszyklus der Sonne seinem Ende entgegengehen. Sie bläht sich zum Roten Riesen auf, dessen äußerer Rand bis zur heutigen Umlaufbahn der Erde reichen kann.

Die Sonne stößt ihre äußeren Schichten ab und verringert dabei ihre Masse und damit auch ihre Gravitation. Dadurch wird der glühend heiße Erdenball nach außen driften und irgendwann einmal die Sonne in einer Entfernung umkreisen, in der sich heute der Mars befindet. Natürlich werden auch alle anderen Planeten ihre Umlaufbahnen nach weiter außen verlegen, da die Anziehungskraft der Sonne sich durch ihren Masseverlust verringert.

Das endgültige Ende - Kälte pur

Hat die Sonne ihre letzten Reserven verbraucht, endet sie als schwach leuchtender Weißer Zwerg. Die Erde erhält nun kaum noch Energie von außen und wird auskühlen. Am Ende ist die Erde ein Eisplanet mit Oberflächentemperaturen von minus 200°C. Irgendwann in ein paar Milliarden Jahren wird dann auch das letzte Restchen Wärme aus dem Erdinneren entschwunden sein. Nun umfängt die Erde die ewige Kälte des Weltalls, und kein Zeichen des Lebens ist mehr zu sehen.

Tags: Erde, Zukunft, Entwicklung

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