Erde

Erde

Ein Foto der Erde, aufgenommen von der Besatzung der Apollo 17 im Jahr 1972. Eine bearbeitete Version wurde unter dem Namen The Blue Marble bekannt.
Bezeichnungen
Alternative Namen	Gaia, Terra, Tellus, die Welt, der Globus
Adjektive	irdisch, terrestrisch, terranisch, tellurisch
Orbitale Merkmale
Epoche J2000
Aphel	152100000 km (94500000 Meilen)
Perihel	147095000 km (91401000 mi)
Semi-major-Achse	149598023 km (92955902 mi)
Exzentrizität	0.0167086
Umlaufzeit (siderisch)	365.256363004 d (1.00001742096 aj)
Mittlere Bahngeschwindigkeit	29,78 km/s (107200 km/h; 66600 mph)
Mittlere Anomalie	358.617°
Neigung	7,155° zum Äquator der Sonne; 1,57869° zur unveränderlichen Ebene; 0,00005° zur J2000-Ekliptik
Länge des aufsteigenden Knotens	-11,26064° zur J2000-Ekliptik
Zeitpunkt des Perihels	2023-Jan-04
Argument des Perihels	114.20783°
Satelliten	1 natürlicher Satellit: der Mond 5 Quasi-Satelliten >4 500 operationelle künstliche Satelliten >18 000 verfolgte Weltraummüllteile
Physikalische Merkmale
Mittlerer Radius	6371,0 km (3958,8 mi)
Äquatorialer Radius	6378,137 km (3963,191 Meilen)
Polarradius	6356,752 km (3949,903 mi)
Abflachung	1/298.257222101 (ETRS89)
Umfang	40075,017 km äquatorial (24901,461 mi) 40007,86 km meridional (24859,73 mi)
Fläche	510072000 km2 (196940000 sq mi) 148940000 km2 Land (57510000 sq mi) 361132000 km2 Ozean (139434000 km²)
Volumen	1,08321×1012 km3 (2,59876×1011 cu mi)
Masse	5,97237×1024 kg (1,31668×1025 lb) (3.0×10-6 M☉)
Mittlere Dichte	5,514 g/cm3 (0,1992 lb/cu in)
Schwerkraft der Oberfläche	9,80665 m/s2 (1 g; 32,1740 ft/s2)
Trägheitsmoment-Faktor	0.3307
Fluchtgeschwindigkeit	11,186 km/s (40270 km/h; 25020 mph)
Synodische Rotationsperiode	1.0 d (24h 00m 00s)
Siderische Rotationsperiode	0.99726968 d (23h 56m 4.100s)
Äquatoriale Rotationsgeschwindigkeit	0,4651 km/s (1674,4 km/h; 1040,4 mph)
Axiale Neigung	23.4392811°
Albedo	0,367 geometrisch 0,306 Bindung
Oberflächentemp. min Mittelwert max Celsius -89.2 °C 14 °C (1961-90) 56.7 °C Fahrenheit -128.5 °F 57 °F (1961-90) 134.0 °F
Oberflächen-Äquivalentdosisleistung	0,274 μSv/h
Atmosphäre
Oberflächendruck	101,325 kPa (auf MSL)
Zusammensetzung nach Volumen	78,08% Stickstoff (N2; trockene Luft) 20,95 % Sauerstoff (O2) ~ 1% Wasserdampf (klimatisch variabel) 0,9340% Argon 0,0413% Kohlendioxid 0,00182% Neon 0,00052% Helium 0,00019% Methan 0,00011% Krypton 0,00006% Wasserstoff

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne und das einzige astronomische Objekt, von dem bekannt ist, dass es Leben beherbergt. Während im gesamten Sonnensystem große Mengen an Wasser zu finden sind, gibt es nur auf der Erde flüssiges Oberflächenwasser. Etwa 71 % der Erdoberfläche bestehen aus Ozeanen, die das Polareis, die Seen und Flüsse der Erde in den Schatten stellen. Die restlichen 29 % der Erdoberfläche sind Land, bestehend aus Kontinenten und Inseln. Die Oberflächenschicht der Erde besteht aus mehreren sich langsam bewegenden tektonischen Platten, die miteinander interagieren und so Gebirgszüge, Vulkane und Erdbeben hervorbringen. Der flüssige äußere Kern der Erde erzeugt das Magnetfeld, das die Magnetosphäre der Erde formt und zerstörerische Sonnenwinde ablenkt. ⓘ

Die Erdatmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff. Die tropischen Regionen erhalten mehr Sonnenenergie als die Polarregionen und werden durch die atmosphärische und ozeanische Zirkulation umverteilt. Wasserdampf ist in der Atmosphäre weit verbreitet und bildet Wolken, die den größten Teil des Planeten bedecken. Treibhausgase in der Atmosphäre wie Kohlendioxid (CO₂) fangen einen Teil der Sonnenenergie in Oberflächennähe ab. Das Klima einer Region wird durch den Breitengrad, aber auch durch die Höhenlage und die Nähe zu den Ozeanen bestimmt. Schwere Unwetter wie tropische Wirbelstürme, Gewitter und Hitzewellen treten in den meisten Gebieten auf und haben große Auswirkungen auf das Leben. ⓘ

Die Erde ist ein Ellipsoid mit einem Umfang von etwa 40.000 km. Sie ist der dichteste Planet in unserem Sonnensystem. Von den vier Gesteinsplaneten ist sie der größte und massivste. Die Erde ist etwa acht Lichtminuten von der Sonne entfernt und umkreist sie in einem Jahr (etwa 365,25 Tage). Die Erde dreht sich in weniger als einem Tag um ihre eigene Achse (in etwa 23 Stunden und 56 Minuten). Die Rotationsachse der Erde ist gegenüber der Senkrechten zu ihrer Bahnebene um die Sonne geneigt, wodurch die Jahreszeiten entstehen. Die Erde wird von einem permanenten natürlichen Satelliten umkreist, dem Mond, der die Erde in 380.000 km (1,3 Lichtsekunden) umrundet und etwa ein Viertel so breit wie die Erde ist. Der Mond steht der Erde durch die Gezeitenverriegelung immer mit der gleichen Seite gegenüber und verursacht die Gezeiten, stabilisiert die Erdachse und verlangsamt allmählich ihre Rotation. ⓘ

Die Erde entstand vor über 4,5 Milliarden Jahren. Während der ersten Milliarde Jahre der Erdgeschichte bildete sich der Ozean, in dem sich dann das Leben entwickelte. Das Leben breitete sich weltweit aus und begann, die Erdatmosphäre und die Erdoberfläche zu beeinflussen, was vor zwei Milliarden Jahren zum Großen Oxidationsereignis auf der Erde führte. Der Mensch entstand vor 300.000 Jahren und hat heute eine Bevölkerung von fast 8 Milliarden Menschen erreicht. Der Mensch ist für sein Überleben auf die Biosphäre und die natürlichen Ressourcen der Erde angewiesen, hat aber auch zunehmend Einfluss auf die Umwelt der Erde. Heute ist der Einfluss der Menschheit auf das Klima, die Böden, die Gewässer und die Ökosysteme der Erde nicht mehr tragbar, bedroht das Leben der Menschen und führt zu einer weit verbreiteten Ausrottung anderen Lebens. ⓘ

Da die Erdoberfläche zu etwa zwei Dritteln aus Wasser besteht und daher die Erde vom All betrachtet vorwiegend blau erscheint, wird sie auch Blauer Planet genannt. Sie wird metaphorisch auch als „Raumschiff Erde“ bezeichnet. ⓘ

Die Erde spielt als Lebensgrundlage des Menschen in allen Religionen eine herausragende Rolle als heilige Ganzheit; in etlichen ethnischen, Volks- und historischen Religionen entweder als Vergöttlichung einer „Mutter Erde“ oder personifiziert als Erdgöttin. ⓘ

Etymologie

Das moderne englische Wort Earth entwickelte sich über das Mittelenglische aus einem altenglischen Substantiv, das meist eorðe geschrieben wird. Es hat Entsprechungen in allen germanischen Sprachen, und seine ursprüngliche Wurzel wurde als *erþō rekonstruiert. In seinen frühesten Zeugnissen wurde das Wort eorðe bereits verwendet, um die vielen Bedeutungen von lateinisch terra und griechisch γῆ gē zu übersetzen: der Boden, seine Erde, trockenes Land, die menschliche Welt, die Oberfläche der Welt (einschließlich des Meeres) und der Globus selbst. Wie die römische Terra/Tellūs und die griechische Gaia war die Erde im germanischen Heidentum möglicherweise eine personifizierte Göttin: In der spätnordischen Mythologie gab es Jörð ("Erde"), eine Riesin, die oft als Mutter von Thor bezeichnet wurde. ⓘ

Historisch gesehen wurde Erde kleingeschrieben. Seit dem frühen Mittelenglisch wurde der definitive Sinn von "the globe" als "the earth" ausgedrückt. Im Frühneuenglischen wurden viele Substantive großgeschrieben, und die Erde wurde auch als Erde geschrieben, insbesondere wenn sie zusammen mit anderen Himmelskörpern erwähnt wurde. In jüngerer Zeit wird der Name in Analogie zu den Namen der anderen Planeten manchmal einfach als Erde bezeichnet, obwohl die Formen Erde und Erde mit dem weiterhin üblich sind. Die Schreibweisen variieren nun: In der Oxford-Rechtschreibung ist die klein geschriebene Form die gebräuchlichste, während die groß geschriebene Form eine akzeptable Variante ist. Eine andere Konvention schreibt "Erde" groß, wenn es als Name erscheint (z. B. "Erdatmosphäre"), aber klein, wenn das vorangestellt wird (z. B. "die Erdatmosphäre"). In umgangssprachlichen Ausdrücken wie "Was um alles in der Welt machst du da?" wird es fast immer klein geschrieben. ⓘ

Gelegentlich wird der Name Terra /ˈtɛrə/ in wissenschaftlichen Schriften und insbesondere in der Science-Fiction verwendet, um den von der Menschheit bewohnten Planeten von anderen zu unterscheiden, während in der Poesie Tellus /ˈtɛləs/ als Personifizierung der Erde verwendet wurde. Terra ist auch der Name des Planeten in einigen romanischen Sprachen (Sprachen, die sich aus dem Lateinischen entwickelt haben) wie Italienisch und Portugiesisch, während das Wort in anderen romanischen Sprachen zu Namen mit leicht abgewandelter Schreibweise (wie dem spanischen Tierra und dem französischen Terre) geführt hat. Die latinisierte Form Gæa oder Gaea (Englisch: /ˈdʒiː.ə/) des griechischen poetischen Namens Gaia (Γαῖα; Altgriechisch: [ɡâi̯.a] oder [ɡâj. ja]) ist selten, obwohl die alternative Schreibweise Gaia aufgrund der Gaia-Hypothese üblich geworden ist. In diesem Fall ist die Aussprache /ˈɡaɪ.ə/ und nicht das klassischere englische /ˈɡeɪ.ə/. ⓘ

Es gibt eine Reihe von Adjektiven für den Planeten Erde. Von Erde selbst kommt irdisch. Vom lateinischen Terra kommt terran /ˈtɛrən/, terrestrisch /təˈrɛstriəl/ und (über französisch) terrene /təˈriːn/, und vom lateinischen Tellus kommt tellurisch /tɛˈlʊəriən/ und tellurisch. ⓘ

Das gemeingermanische Substantiv erde in Mittelhochdeutsch, in Althochdeutsch erda beruht mit verwandten Wörtern anderer indogermanischer Sprachen auf er-. ⓘ

Chronologie

Entstehung

Planetenscheibe eines Sterns, der innere Ring hat einen Radius, der dem der Erde und der Sonne entspricht ⓘ

Das älteste im Sonnensystem gefundene Material wird auf 4,5682+0,0002
-0,0004 Ga (Milliarden Jahre) zurück. Um 4,54±0,04 Ga hatte sich die ursprüngliche Erde gebildet. Die Körper des Sonnensystems entstanden und entwickelten sich mit der Sonne. Theoretisch trennt ein solarer Nebel durch Gravitationskollaps ein Volumen von einer Molekülwolke ab, die sich zu drehen beginnt und sich zu einer zirkumstellaren Scheibe abflacht, aus der dann mit der Sonne die Planeten entstehen. Ein Nebel enthält Gas, Eiskörner und Staub (einschließlich primordialer Nuklide). Nach der Nebeltheorie bildeten sich die Planeten durch Akkretion, wobei die ursprüngliche Erde schätzungsweise 70 bis 100 Millionen Jahre brauchte, um zu entstehen. ⓘ

Die Schätzungen für das Alter des Mondes reichen von 4,5 Ga bis zu deutlich jünger. Eine führende Hypothese besagt, dass der Mond durch Akkretion von Material entstanden ist, das von der Erde gelöst wurde, nachdem ein marsgroßes Objekt mit etwa 10 % der Erdmasse namens Theia mit der Erde kollidierte. Es traf die Erde mit einem Streifschuss und ein Teil seiner Masse verschmolz mit der Erde. Zwischen ca. 4,1 und 3,8 Ga verursachten zahlreiche Asteroideneinschläge während des späten schweren Bombardements erhebliche Veränderungen an der Oberfläche des Mondes und folglich auch der Erde. ⓘ

Geologische Geschichte

Künstlerische Darstellung der Erde während des Archaischen Äons, die einen Meteoriteneinschlag, einen ausbrechenden Vulkan, runde Stromatolithen und eine karge Landschaft zeigt ⓘ

Die Erdatmosphäre und die Ozeane bildeten sich durch vulkanische Aktivität und Ausgasungen. Der Wasserdampf aus diesen Quellen kondensierte in den Ozeanen und wurde durch Wasser und Eis von Asteroiden, Protoplaneten und Kometen ergänzt. Ausreichend Wasser, um die Ozeane zu füllen, könnte schon seit der Entstehung der Erde vorhanden gewesen sein. In diesem Modell haben atmosphärische Treibhausgase die Ozeane vor dem Gefrieren bewahrt, als die neu entstandene Sonne nur 70 % ihrer heutigen Leuchtkraft hatte. Um 3,5 Ga hatte sich das Magnetfeld der Erde etabliert, was dazu beitrug, dass die Atmosphäre nicht vom Sonnenwind weggetragen wurde. ⓘ

Als die geschmolzene äußere Schicht der Erde abkühlte, bildete sich die erste feste Kruste, von der man annimmt, dass sie eine mafische Zusammensetzung hatte. Durch teilweises Aufschmelzen dieser mafischen Kruste bildete sich die erste kontinentale Kruste, die eher eine felsische Zusammensetzung aufwies. Das Vorhandensein von Körnern des Minerals Zirkon aus dem Erdaltertum in den Sedimentgesteinen des Äolithikums deutet darauf hin, dass zumindest ein Teil der felsischen Kruste bereits 4,4 Ga, nur 140 Ma nach der Entstehung der Erde, existierte. Es gibt zwei Hauptmodelle dafür, wie sich dieses anfänglich kleine Volumen kontinentaler Kruste bis zu seinem heutigen Umfang entwickelt hat: (1) ein relativ gleichmäßiges Wachstum bis zum heutigen Tag, was durch die radiometrische Datierung kontinentaler Kruste weltweit gestützt wird, und (2) ein anfängliches schnelles Wachstum des Volumens kontinentaler Kruste während des Archaikums, das den Großteil der heute existierenden kontinentalen Kruste bildete, was durch isotopische Nachweise von Hafnium in Zirkonen und Neodym in Sedimentgesteinen gestützt wird. Die beiden Modelle und die Daten, die sie stützen, lassen sich durch ein großflächiges Recycling der kontinentalen Kruste, insbesondere in den frühen Stadien der Erdgeschichte, in Einklang bringen. ⓘ

Neue kontinentale Kruste bildet sich als Ergebnis der Plattentektonik, einem Prozess, der letztlich durch den kontinuierlichen Wärmeverlust aus dem Erdinneren angetrieben wird. Im Laufe von Hunderten von Millionen Jahren haben tektonische Kräfte dazu geführt, dass sich Bereiche der kontinentalen Kruste zu Superkontinenten zusammenschlossen, die anschließend auseinanderbrachen. Bei etwa 750 Ma begann einer der frühesten bekannten Superkontinente, Rodinia, auseinanderzubrechen. Später vereinigten sich die Kontinente zu Pannotia (600-540 Ma) und schließlich zu Pangaea, das ebenfalls um 180 Ma auseinanderzubrechen begann. ⓘ

Das jüngste Muster von Eiszeiten begann um 40 Mio. Jahre und verstärkte sich im Pleistozän um 3 Mio. Jahre. Seitdem haben die Regionen der hohen und mittleren Breiten wiederholte Zyklen von Vereisung und Tauwetter erlebt, die sich etwa alle 21 000, 41 000 und 100 000 Jahre wiederholen. Die letzte Eiszeit, die umgangssprachlich als "letzte Eiszeit" bezeichnet wird, bedeckte große Teile der Kontinente bis in die mittleren Breiten mit Eis und endete vor etwa 11.700 Jahren. ⓘ

Ursprung des Lebens und Evolution

Chemische Reaktionen führten vor etwa vier Milliarden Jahren zu den ersten sich selbst reproduzierenden Molekülen. Eine halbe Milliarde Jahre später entstand der letzte gemeinsame Vorfahre allen heutigen Lebens. Die Entwicklung der Photosynthese ermöglichte es den Lebensformen, die Energie der Sonne direkt zu nutzen. Der dabei entstehende molekulare Sauerstoff (O₂) reicherte sich in der Atmosphäre an und bildete durch die Wechselwirkung mit der ultravioletten Sonnenstrahlung eine schützende Ozonschicht (O₃) in der oberen Atmosphäre. Die Einbindung kleinerer Zellen in größere führte zur Entwicklung komplexer Zellen, den Eukaryoten. Mit der zunehmenden Spezialisierung der Zellen innerhalb der Kolonien bildeten sich echte mehrzellige Organismen. Unterstützt durch die Absorption der schädlichen ultravioletten Strahlung durch die Ozonschicht, besiedelte das Leben die Erdoberfläche. Zu den frühesten fossilen Beweisen für Leben gehören mikrobielle Mattenfossilien, die in 3,48 Milliarden Jahre altem Sandstein in Westaustralien gefunden wurden, biogener Graphit, der in 3,7 Milliarden Jahre altem Metasedimentgestein in Westgrönland gefunden wurde, und Reste von biotischem Material, die in 4,1 Milliarden Jahre altem Gestein in Westaustralien gefunden wurden. Die frühesten direkten Beweise für Leben auf der Erde finden sich in 3,45 Milliarden Jahre alten australischen Gesteinen, die Fossilien von Mikroorganismen enthalten. ⓘ

Während des Neoproterozoikums, 1000 bis 539 Ma, könnte ein Großteil der Erde mit Eis bedeckt gewesen sein. Diese Hypothese wurde als "Schneeball-Erde" bezeichnet und ist von besonderem Interesse, weil sie der kambrischen Explosion vorausging, als die Komplexität der mehrzelligen Lebensformen erheblich zunahm. Nach der kambrischen Explosion (535 Ma) gab es mindestens fünf große und viele kleinere Massenaussterben. Abgesehen von dem vorgeschlagenen aktuellen Aussterbeereignis im Holozän war das jüngste 66 Mio. Jahre alt, als ein Asteroideneinschlag das Aussterben der nicht-avischen Dinosaurier und anderer großer Reptilien auslöste, kleine Tiere wie Insekten, Säugetiere, Eidechsen und Vögel jedoch weitgehend verschonte. Die Säugetierwelt hat sich in den letzten 66 Millionen Jahren diversifiziert, und vor einigen Millionen Jahren erlangte ein afrikanischer Affe die Fähigkeit, aufrecht zu stehen. Dies erleichterte die Verwendung von Werkzeugen und förderte die Kommunikation, die die für ein größeres Gehirn erforderliche Nahrung und Stimulation lieferte, was zur Evolution des Menschen führte. Die Entwicklung der Landwirtschaft und später der Zivilisation führte dazu, dass der Mensch einen Einfluss auf die Erde und die Art und Menge anderer Lebensformen ausübte, der bis zum heutigen Tag anhält. ⓘ

Zukunft

Die fernere Zukunft der Erde ist eng an die der Sonne gebunden. ⓘ

Weiterstrahlen der Sonne ⓘ

Der Lebenszyklus der Sonne ⓘ

Im Sonnenkern vermindert die Kernfusion die Teilchenzahl (4 p + 2 e → He²⁺), aber kaum die Masse. Daher wird der Kern langsam schrumpfen und heißer werden. Außerhalb des Kerns wird sich die Sonne ausdehnen, das Material wird durchlässiger für Strahlung, sodass die Leuchtkraft der Sonne etwa um 10 % über die nächsten 1,1 Milliarden Jahre und um 40 % nach 3,5 Milliarden Jahren zunehmen wird. ⓘ

Auswirkungen auf die Erde ⓘ

Sofern obige Sonnenveränderungen als Haupteinflussfaktor auf die Erde angenommen werden, wird vermutet, dass die Erde noch etwa 500 Millionen Jahre lang ähnlich wie heute belebt bleiben könne. Danach, so zeigen Klimamodelle, wird der Treibhauseffekt instabil und höhere Temperatur führt zu mehr Wasserdampf in der Atmosphäre, was wiederum den Treibhauseffekt verstärken wird. Der warme Regen wird durch Erosion den anorganischen Kohlenstoffzyklus beschleunigen, wodurch der CO₂-Gehalt der Atmosphäre auf etwa 10 ppm in etwa 900 Millionen Jahren (verglichen mit 280 ppm in vorindustrieller Zeit) stark abnehmen wird, sodass mit den Pflanzen auch die Tiere verhungern werden. Nach einer weiteren Milliarde Jahren wird das gesamte Oberflächenwasser verschwunden sein und die globale Durchschnittstemperatur der Erde +70 °C erreichen. ⓘ

Roter Riese ⓘ

Die Leuchtkraftzunahme der Sonne wird sich fortsetzen und sich ab etwa sieben Milliarden Jahren deutlich beschleunigen. Die Sonne wird sich als Roter Riese bis an die heutige Erdbahn erstrecken, sodass die Planeten Merkur und Venus abstürzen und verglühen werden. Das wird, anders als zunächst gedacht, auch der Erde passieren. Zwar wird die Sonne als Roter Riese durch starken Sonnenwind etwa 30 % ihrer Masse verlieren, sodass rechnerisch der Erdbahnradius auf 1,7 AE anwachsen wird, aber die Erde wird in der nahen, sehr diffusen Sonnenoberfläche eine ihr nachlaufende Gezeitenwelle hervorrufen, die an ihrer Bahnenergie zehren und so die Flucht vereiteln wird. ⓘ

Da Kohlendioxid (CO2) eine lange Lebensdauer in der Atmosphäre hat, könnten mäßige CO2-Emissionen des Menschen den Beginn der nächsten Eiszeit um 100.000 Jahre hinausschieben. ⓘ

Physikalische Merkmale

Größe und Form

Topologische Karte der Erde, der Bereich ist röter, wenn er in der Realität höher liegt ⓘ

Die Form der Erde ist nahezu kugelförmig. Es gibt eine kleine Abflachung an den Polen und eine Ausbuchtung um den Äquator, die auf die Erdrotation zurückzuführen ist. Eine bessere Annäherung an die Form der Erde ist daher ein abgeflachtes Sphäroid, dessen Äquatordurchmesser 43 km größer ist als der Durchmesser von Pol zu Pol. ⓘ

Der durchschnittliche Durchmesser des Referenz-Sphäroids beträgt 12.742 Kilometer (7.918 Meilen). Die lokale Topografie weicht von diesem idealisierten Sphäroid ab, obwohl diese Abweichungen im globalen Maßstab im Vergleich zum Erdradius gering sind: Die maximale Abweichung von nur 0,17 % liegt am Marianengraben (10.925 Meter unter dem lokalen Meeresspiegel), während der Mount Everest (8.848 Meter über dem lokalen Meeresspiegel) eine Abweichung von 0,14 % aufweist. Der Punkt auf der Erdoberfläche, der am weitesten vom Erdmittelpunkt entfernt ist, ist der Gipfel des äquatorialen Vulkans Chimborazo in Ecuador (6.384,4 km oder 3.967,1 Meilen). ⓘ

In der Geodäsie wird die genaue Form, die die Ozeane der Erde annehmen würden, wenn es kein Land und keine Störungen wie Gezeiten und Winde gäbe, als Geoid bezeichnet. Genauer gesagt ist das Geoid die Gravitationsäquipotentialfläche auf mittlerer Meereshöhe (MSL). Die Topographie der Meeresoberfläche ist die Abweichung des Wassers vom MSL, analog zur Landtopographie. ⓘ

Innerer Aufbau

Geologische Schichten der Erde

Illustration des Erdausschnitts, nicht maßstabsgetreu ⓘ
Tiefe (km)	Komponente Schichtname	Dichte (g/cm3)
0–60	Lithosphäre	—
0–35	Kruste	2.2–2.9
35–660	Oberer Mantel	3.4–4.4
660-2890	Unterer Mantel	3.4–5.6
100–700	Asthenosphäre	—
2890–5100	Äußerer Kern	9.9–12.2
5100–6378	Innerer Kern	12.8–13.1

Das Erdinnere ist, wie das der anderen terrestrischen Planeten, nach seinen chemischen oder physikalischen (rheologischen) Eigenschaften in Schichten unterteilt. Die äußere Schicht ist eine chemisch getrennte, feste Silikatkruste, die von einem hochviskosen, festen Erdmantel überlagert wird. Die Kruste ist durch die Mohorovičić-Diskontinuität vom Mantel getrennt. Die Dicke der Kruste variiert von etwa 6 km unter den Ozeanen bis zu 30-50 km auf den Kontinenten. Die Kruste und die kalte, starre Oberseite des oberen Erdmantels werden als Lithosphäre bezeichnet, die in sich unabhängig voneinander bewegende tektonische Platten unterteilt ist. ⓘ

Unter der Lithosphäre befindet sich die Asthenosphäre, eine Schicht mit relativ geringer Viskosität, auf der die Lithosphäre ruht. Wichtige Veränderungen in der Kristallstruktur des Erdmantels treten in 410 und 660 km Tiefe unter der Oberfläche auf, wo sich eine Übergangszone befindet, die den oberen und den unteren Erdmantel voneinander trennt. Unter dem Erdmantel liegt ein flüssiger äußerer Kern mit extrem niedriger Viskosität über einem festen inneren Kern. Der innere Kern der Erde rotiert möglicherweise mit einer etwas höheren Winkelgeschwindigkeit als der Rest des Planeten und bewegt sich um 0,1-0,5° pro Jahr, obwohl auch etwas höhere und viel niedrigere Geschwindigkeiten vorgeschlagen wurden. Der Radius des inneren Kerns beträgt etwa ein Fünftel des Radius der Erde. Die Dichte nimmt mit der Tiefe zu, wie in der Tabelle auf der rechten Seite beschrieben. ⓘ

Chemische Zusammensetzung

Die Masse der Erde beträgt etwa 5,97×10²⁴ kg (5.970 Yg). Sie besteht hauptsächlich aus Eisen (32,1 %), Sauerstoff (30,1 %), Silizium (15,1 %), Magnesium (13,9 %), Schwefel (2,9 %), Nickel (1,8 %), Kalzium (1,5 %) und Aluminium (1,4 %), während die restlichen 1,2 % aus Spuren anderer Elemente bestehen. Aufgrund der Massenentmischung besteht die Kernregion schätzungsweise hauptsächlich aus Eisen (88,8 %), mit kleineren Mengen an Nickel (5,8 %), Schwefel (4,5 %) und weniger als 1 % Spurenelementen. ⓘ

Die häufigsten Gesteinsbestandteile der Kruste sind fast alle Oxide: Chlor, Schwefel und Fluor sind die wichtigsten Ausnahmen, deren Gesamtmenge in jedem Gestein in der Regel viel weniger als 1 % beträgt. Die Kruste besteht zu über 99 % aus 11 Oxiden, vor allem aus Kieselsäure, Tonerde, Eisenoxiden, Kalk, Magnesiumoxid, Pottasche und Soda. ⓘ

Die Erde besteht nach seismischen Messungen aus drei Schalen: Dem Erdkern, dem Erdmantel und der Erdkruste. Diese Schalen sind durch seismische Diskontinuitätsflächen (Unstetigkeitsflächen) voneinander getrennt. Die Erdkruste und der oberste Teil des oberen Mantels bilden zusammen die Lithosphäre. Sie ist zwischen 50 und 100 km dick und besteht aus großen und kleineren tektonischen Platten. ⓘ

Ein dreidimensionales Modell der Erde heißt, wie alle verkleinerten Nachbildungen von Weltkörpern, Globus. ⓘ

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  Der Schalenaufbau der Erde

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  Dreidimensionale Darstellung ⓘ

Wärme

Globale Karte des Wärmeflusses vom Erdinneren zur Oberfläche ⓘ

Die wichtigsten wärmeproduzierenden Isotope im Erdinneren sind Kalium-40, Uran-238 und Thorium-232. Im Zentrum kann die Temperatur bis zu 6.000 °C (10.830 °F) betragen, und der Druck kann 360 GPa (52 Millionen psi) erreichen. Da ein Großteil der Wärme durch radioaktiven Zerfall erzeugt wird, vermuten die Wissenschaftler, dass die Wärmeproduktion der Erde in der Frühzeit der Erdgeschichte, bevor Isotope mit kurzen Halbwertszeiten verbraucht wurden, viel höher war. In einem Zeitraum von etwa 3 Gyr wäre doppelt so viel Wärme produziert worden wie heute, was die Mantelkonvektion und die Plattentektonik beschleunigt und die Bildung von ungewöhnlichen Eruptivgesteinen wie Komatiiten ermöglicht hätte, die heute nur noch selten vorkommen. ⓘ

Der mittlere Wärmeverlust der Erde beträgt 87 mW m-2, was einem globalen Wärmeverlust von 4,42×10¹³ W entspricht. Ein Teil der Wärmeenergie des Erdkerns wird durch Mantelplumes in Richtung Kruste transportiert, eine Form der Konvektion, die aus Aufwölbungen von Gestein mit höherer Temperatur besteht. Diese Plumes können Hotspots und Flutbasalte erzeugen. Ein größerer Teil der Wärme in der Erde geht durch die Plattentektonik verloren, und zwar durch das Aufsteigen des Erdmantels in Verbindung mit mittelozeanischen Rücken. Die letzte wichtige Art des Wärmeverlusts ist die Wärmeleitung durch die Lithosphäre, die größtenteils unter den Ozeanen stattfindet, da die Kruste dort viel dünner ist als die der Kontinente. ⓘ

Tektonische Platten

Die Hauptplatten der Erde, das sind:

•   Pazifische Platte
•   Afrikanische Platte
•   Nordamerikanische Platte
•   Eurasische Platte
•   Antarktische Platte
•   Indo-Australische Platte
•   Südamerikanische Platte ⓘ

Die mechanisch starre äußere Schicht der Erde, die Lithosphäre, ist in tektonische Platten unterteilt. Diese Platten sind starre Segmente, die sich an einer von drei Grenztypen relativ zueinander bewegen: An konvergenten Grenzen treffen zwei Platten aufeinander, an divergenten Grenzen werden zwei Platten auseinandergezogen, und an Transformgrenzen gleiten zwei Platten seitlich aneinander vorbei. Entlang dieser Plattengrenzen kann es zu Erdbeben, Vulkanismus, Gebirgsbildung und der Bildung ozeanischer Gräben kommen. Die tektonischen Platten bewegen sich auf der Asthenosphäre, dem festen, aber weniger viskosen Teil des oberen Erdmantels, der fließen und sich mit den Platten bewegen kann. ⓘ

Während die tektonischen Platten wandern, wird ozeanische Kruste unter die Vorderkanten der Platten an konvergenten Grenzen subduziert. Gleichzeitig entstehen durch den Auftrieb von Mantelmaterial an divergenten Grenzen mittelozeanische Rücken. Durch die Kombination dieser Prozesse wird die ozeanische Kruste wieder in den Erdmantel zurückgeführt. Aufgrund dieses Recyclings ist der Großteil des Ozeanbodens weniger als 100 Ma alt. Die älteste ozeanische Kruste befindet sich im westlichen Pazifik und ist schätzungsweise 200 Ma alt. Im Vergleich dazu ist die älteste datierte kontinentale Kruste 4.030 Ma alt, obwohl Zirkone als Gesteinsbrocken in den Sedimentgesteinen des Eoarchiums gefunden wurden, die ein Alter von bis zu 4.400 Ma aufweisen, was darauf hindeutet, dass zumindest etwas kontinentale Kruste zu dieser Zeit existierte. ⓘ

Die sieben großen Platten sind die pazifische, nordamerikanische, eurasische, afrikanische, antarktische, indo-australische und südamerikanische Platte. Weitere bemerkenswerte Platten sind die Arabische Platte, die Karibische Platte, die Nazca-Platte vor der Westküste Südamerikas und die Scotia-Platte im südlichen Atlantik. Die Australische Platte verschmolz zwischen 50 und 55 Millionen Jahren mit der Indischen Platte. Die sich am schnellsten bewegenden Platten sind die ozeanischen Platten, wobei sich die Cocos-Platte mit einer Geschwindigkeit von 75 mm/Jahr und die Pazifische Platte mit 52-69 mm/Jahr fortbewegt. Das andere Extrem ist die Südamerikanische Platte, die sich mit einer typischen Geschwindigkeit von 10,6 mm/Jahr am langsamsten bewegt. ⓘ

Oberfläche

Satellitenbild des Upsala-Gletschers, das Berge, Eisberge, Seen und Wolken zeigt ⓘ

Die Gesamtoberfläche der Erde beträgt etwa 510 Millionen km2 (197 Millionen Quadratmeilen). Davon befinden sich 70,8 %, d. h. 361,13 Mio. km2, unterhalb des Meeresspiegels und sind von Meerwasser bedeckt. Unter der Meeresoberfläche befinden sich große Teile des Kontinentalschelfs, Berge, Vulkane, ozeanische Gräben, unterseeische Canyons, ozeanische Plateaus, abyssale Ebenen und ein weltumspannendes System mittelozeanischer Rücken. Die verbleibenden 29,2 % oder 148,94 Mio. km2 (57,51 Mio. sq mi), die nicht von Wasser bedeckt sind, haben ein Gelände, das von Ort zu Ort sehr unterschiedlich ist und aus Bergen, Wüsten, Ebenen, Plateaus und anderen Landformen besteht. Die Höhe der Landoberfläche variiert von einem Tiefpunkt von -418 m am Toten Meer bis zu einer maximalen Höhe von 8.848 m auf dem Gipfel des Mount Everest. Die durchschnittliche Höhe des Landes über dem Meeresspiegel beträgt etwa 797 m. ⓘ

Die kontinentale Kruste besteht aus Material geringerer Dichte wie den Eruptivgesteinen Granit und Andesit. Seltener ist Basalt, ein dichteres vulkanisches Gestein, das den Hauptbestandteil des Meeresbodens bildet. Sedimentgestein entsteht durch die Anhäufung von Sedimenten, die begraben und verdichtet werden. Nahezu 75 % der kontinentalen Oberflächen sind von Sedimentgestein bedeckt, obwohl es nur etwa 5 % der Kruste ausmacht. Die dritte Form von Gesteinsmaterial auf der Erde ist metamorphes Gestein, das durch die Umwandlung bereits bestehender Gesteinsarten durch hohen Druck, hohe Temperaturen oder beides entsteht. Zu den am häufigsten vorkommenden Silikatmineralen auf der Erdoberfläche gehören Quarz, Feldspat, Amphibol, Glimmer, Pyroxen und Olivin. Zu den häufig vorkommenden Karbonatmineralen gehören Calcit (in Kalkstein) und Dolomit. ⓘ

Erosion und Tektonik, Vulkanausbrüche, Überschwemmungen, Verwitterung, Vergletscherung, das Wachstum von Korallenriffen und Meteoriteneinschläge gehören zu den Prozessen, die die Erdoberfläche im Laufe der geologischen Zeit ständig neu gestalten. Die Pedosphäre ist die äußerste Schicht der kontinentalen Erdoberfläche, die aus Boden besteht und den Prozessen der Bodenbildung unterliegt. Das gesamte Ackerland macht 10,9 % der Landoberfläche aus, wobei 1,3 % als Dauerkulturen genutzt werden. Nahezu 40 % der Landoberfläche der Erde werden landwirtschaftlich genutzt, das sind schätzungsweise 16,7 Millionen km2 Ackerland und 33,5 Millionen km2 Weideland. ⓘ

Gravitationsfeld

Die Schwerkraft der Erde ist die Beschleunigung, die auf Objekte aufgrund der Verteilung der Masse innerhalb der Erde ausgeübt wird. In der Nähe der Erdoberfläche beträgt die Schwerkraftbeschleunigung etwa 9,8 m/s² (32 ft/s²). Lokale Unterschiede in der Topografie, Geologie und der tektonischen Tiefenstruktur verursachen lokale und große regionale Unterschiede im Schwerefeld der Erde, die als Schwereanomalien bekannt sind. ⓘ

Magnetisches Feld

Schematische Darstellung der Erdmagnetosphäre, mit den Sonnenwindströmen von links nach rechts ⓘ

Der größte Teil des Magnetfelds der Erde wird im Kern erzeugt, dem Ort eines Dynamoprozesses, der die kinetische Energie der thermisch und durch die Zusammensetzung bedingten Konvektion in elektrische und magnetische Feldenergie umwandelt. Das Feld erstreckt sich vom Kern über den Erdmantel bis zur Erdoberfläche, wo es ungefähr einen Dipol bildet. Die Pole des Dipols befinden sich in der Nähe der geografischen Pole der Erde. Am Äquator des Magnetfeldes beträgt die Magnetfeldstärke an der Oberfläche 3,05×10-5 T, mit einem magnetischen Dipolmoment von 7,79×10²² Am² in der Epoche 2000, das pro Jahrhundert um fast 6 % abnimmt. Die Konvektionsbewegungen im Kern sind chaotisch; die magnetischen Pole driften und ändern periodisch ihre Ausrichtung. Dies führt zu säkularen Schwankungen des Hauptfeldes und zu Feldumkehrungen in unregelmäßigen Abständen, im Durchschnitt einige Male in Millionen Jahren. Die letzte Umkehrung fand vor etwa 700.000 Jahren statt. ⓘ

Die Ausdehnung des Magnetfelds der Erde im Weltraum definiert die Magnetosphäre. Ionen und Elektronen des Sonnenwindes werden von der Magnetosphäre abgelenkt; der Druck des Sonnenwindes komprimiert die Tagseite der Magnetosphäre auf etwa 10 Erdradien und dehnt die Nachtseite der Magnetosphäre zu einem langen Schweif aus. Da die Geschwindigkeit des Sonnenwinds größer ist als die Geschwindigkeit, mit der sich Wellen durch den Sonnenwind ausbreiten, geht der tagesseitigen Magnetosphäre im Sonnenwind ein Überschall-Bugschock voraus. Geladene Teilchen sind in der Magnetosphäre enthalten; die Plasmasphäre besteht aus niederenergetischen Teilchen, die bei der Erdrotation im Wesentlichen den Magnetfeldlinien folgen. Der Ringstrom wird durch Teilchen mittlerer Energie definiert, die relativ zum Erdmagnetfeld driften, deren Bahnen aber immer noch vom Magnetfeld dominiert werden, und die Van-Allen-Strahlungsgürtel werden durch hochenergetische Teilchen gebildet, deren Bewegung im Wesentlichen zufällig ist, die aber in der Magnetosphäre enthalten sind. ⓘ

Während magnetischer Stürme und Substürme können geladene Teilchen von der äußeren Magnetosphäre und insbesondere vom Magnetschweif abgelenkt und entlang von Feldlinien in die Ionosphäre der Erde gelenkt werden, wo Atome in der Atmosphäre angeregt und ionisiert werden können, wodurch das Polarlicht entsteht. ⓘ

Umlaufbahn und Rotation

Drehung

Vom Deep Space Climate Observatory aufgezeichnete Erdrotation, die die Achsenkippung zeigt ⓘ

Die Rotationsperiode der Erde relativ zur Sonne - ihr mittlerer Sonnentag - beträgt 86.400 Sekunden der mittleren Sonnenzeit (86.400,0025 SI-Sekunden). Da der Sonnentag der Erde heute aufgrund der Gezeitenverlangsamung etwas länger ist als im 19. Jahrhundert, schwankt jeder Tag zwischen 0 und 2 ms länger als der mittlere Sonnentag. ⓘ

Die Rotationsperiode der Erde relativ zu den Fixsternen, die vom International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) als Sterntag bezeichnet wird, beträgt 86.164,0989 Sekunden mittlerer Sonnenzeit (UT1) oder 23h 56m 4,0989s. Die Rotationsperiode der Erde in Bezug auf die mittlere März-Tagundnachtgleiche (wenn die Sonne auf dem Äquator 90° steht) beträgt 86 164,0905 Sekunden der mittleren Sonnenzeit (UT1) (23h 56m 4,0905s). Damit ist der siderische Tag um etwa 8,4 ms kürzer als der stellare Tag. ⓘ

Abgesehen von Meteoren in der Atmosphäre und niedrig kreisenden Satelliten bewegen sich die Himmelskörper am Erdhimmel hauptsächlich in westlicher Richtung mit einer Geschwindigkeit von 15°/h = 15'/min. Für Körper in der Nähe des Himmelsäquators entspricht dies einem scheinbaren Durchmesser der Sonne oder des Mondes alle zwei Minuten; von der Erdoberfläche aus gesehen sind die scheinbaren Größen von Sonne und Mond ungefähr gleich groß. ⓘ

Umlaufbahn

Illustration der Erde, der Erdumlaufbahn, der Sonne und der vier Jahreszeiten ⓘ

Die Erde umkreist die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung von etwa 150 Millionen km alle 365,2564 mittleren Sonnentage, also ein siderisches Jahr. Daraus ergibt sich eine scheinbare Bewegung der Sonne nach Osten in Bezug auf die Sterne mit einer Geschwindigkeit von etwa 1°/Tag, was einem scheinbaren Sonnen- oder Monddurchmesser alle 12 Stunden entspricht. Aufgrund dieser Bewegung benötigt die Erde im Durchschnitt 24 Stunden - einen Sonnentag -, um eine volle Umdrehung um ihre Achse zu vollziehen, so dass die Sonne wieder zum Meridian zurückkehrt. Die Umlaufgeschwindigkeit der Erde beträgt im Durchschnitt etwa 29,78 km/s (107.200 km/h), was schnell genug ist, um eine Entfernung, die dem Erddurchmesser entspricht (etwa 12.742 km), in sieben Minuten und die Entfernung zum Mond (384.000 km) in etwa 3,5 Stunden zurückzulegen. ⓘ

Der Mond und die Erde umkreisen alle 27,32 Tage ein gemeinsames Baryzentrum relativ zu den Hintergrundsternen. In Verbindung mit der gemeinsamen Umlaufbahn des Erde-Mond-Systems um die Sonne beträgt die Dauer des synodischen Monats von Neumond zu Neumond 29,53 Tage. Vom Himmelsnordpol aus gesehen sind die Bewegungen der Erde, des Mondes und ihre Achsendrehungen alle gegen den Uhrzeigersinn. Von einem Standpunkt oberhalb der Sonne und der Nordpole der Erde aus betrachtet, umkreist die Erde die Sonne entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Bahnebene und die Achsebene sind nicht genau ausgerichtet: Die Erdachse ist um etwa 23,44 Grad gegenüber der Senkrechten zur Erde-Sonne-Ebene (der Ekliptik) geneigt, und die Erde-Mond-Ebene ist um bis zu ±5,1 Grad gegenüber der Erde-Sonne-Ebene geneigt. Ohne diese Neigung gäbe es alle zwei Wochen eine Sonnenfinsternis, wobei sich Mond- und Sonnenfinsternisse abwechseln. ⓘ

Die Hill-Sphäre oder die Sphäre des Gravitationseinflusses der Erde hat einen Radius von etwa 1,5 Millionen km (930.000 Meilen). Dies ist die maximale Entfernung, in der der Gravitationseinfluss der Erde stärker ist als der der weiter entfernten Sonne und der Planeten. Objekte müssen die Erde innerhalb dieses Radius umkreisen, sonst können sie durch die Gravitationsstörung der Sonne ungebunden werden. Die Erde befindet sich zusammen mit dem Sonnensystem in der Milchstraße und umkreist diese in einer Entfernung von etwa 28.000 Lichtjahren vom Zentrum. Sie befindet sich etwa 20 Lichtjahre oberhalb der galaktischen Ebene im Arm des Orion. ⓘ

Achsenneigung und Jahreszeiten

Die axiale Neigung der Erde und ihr Verhältnis zu den Rotationsachsen und Bahnebenen ⓘ

Die axiale Neigung der Erde beträgt etwa 23,439281°, wobei die Achse ihrer Bahnebene stets zu den Himmelspolen zeigt. Aufgrund der axialen Neigung der Erde schwankt die Menge des Sonnenlichts, die einen bestimmten Punkt der Erdoberfläche erreicht, im Laufe des Jahres. Dies verursacht den jahreszeitlichen Wechsel des Klimas, wobei der Sommer auf der Nordhalbkugel dann eintritt, wenn der Wendekreis des Krebses der Sonne zugewandt ist, und auf der Südhalbkugel, wenn der Wendekreis des Steinbocks der Sonne zugewandt ist. In beiden Fällen tritt der Winter gleichzeitig auf der anderen Hemisphäre auf. Im Sommer dauert der Tag länger, und die Sonne steht höher am Himmel. Im Winter wird das Klima kühler und die Tage werden kürzer. Oberhalb des Polarkreises und unterhalb des Antarktischen Kreises gibt es während eines Teils des Jahres überhaupt kein Tageslicht, was zu einer Polarnacht führt, die sich an den Polen selbst über mehrere Monate erstreckt. In denselben Breitengraden gibt es auch eine Mitternachtssonne, bei der die Sonne den ganzen Tag über sichtbar bleibt. ⓘ

Nach astronomischer Konvention lassen sich die vier Jahreszeiten durch die Sonnenwenden - die Punkte auf der Umlaufbahn mit der größten axialen Neigung zur Sonne hin oder von ihr weg - und die Tagundnachtgleichen bestimmen, wenn die Rotationsachse der Erde mit ihrer Orbitalachse ausgerichtet ist. In der nördlichen Hemisphäre findet die Wintersonnenwende derzeit um den 21. Dezember statt, die Sommersonnenwende um den 21. Juni, die Frühjahrstagundnachtgleiche um den 20. März und die Herbsttagundnachtgleiche um den 22. oder 23. September. Auf der Südhalbkugel ist die Situation umgekehrt: Sommer- und Wintersonnenwende sind vertauscht, und das Datum der Frühlings- und Herbsttagundnachtgleiche ist vertauscht. ⓘ

Der Neigungswinkel der Erdachse ist über lange Zeiträume hinweg relativ stabil. Die Achsneigung der Erde unterliegt einer Nutation, einer leichten, unregelmäßigen Bewegung mit einer Hauptperiode von 18,6 Jahren. Auch die Ausrichtung (und nicht der Winkel) der Erdachse ändert sich im Laufe der Zeit und dreht sich in jedem 25 800-Jahres-Zyklus um einen vollständigen Kreis; diese Präzession ist der Grund für den Unterschied zwischen einem siderischen und einem tropischen Jahr. Beide Bewegungen werden durch die unterschiedliche Anziehungskraft der Sonne und des Mondes auf den Äquatorialwulst der Erde verursacht. Auch die Pole wandern ein paar Meter über die Erdoberfläche. Diese polare Bewegung hat mehrere zyklische Komponenten, die zusammengenommen als quasiperiodische Bewegung bezeichnet werden. Zusätzlich zu einer jährlichen Komponente dieser Bewegung gibt es einen 14-monatigen Zyklus, den so genannten Chandler-Wobble. Die Rotationsgeschwindigkeit der Erde variiert auch im Rahmen eines Phänomens, das als Tageslängenvariation bekannt ist. ⓘ

In der heutigen Zeit liegt das Perihel der Erde um den 3. Januar und das Aphel um den 4. Juli. Diese Daten ändern sich im Laufe der Zeit aufgrund der Präzession und anderer orbitaler Faktoren, die zyklischen Mustern folgen, die als Milankovitch-Zyklen bekannt sind. Der sich ändernde Abstand zwischen Erde und Sonne führt dazu, dass die Sonnenenergie, die die Erde im Perihel erreicht, um etwa 6,8 % höher ist als im Aphel. Da die südliche Hemisphäre etwa zur gleichen Zeit, in der die Erde die größte Annäherung an die Sonne erreicht, zur Sonne geneigt ist, erhält die südliche Hemisphäre im Laufe eines Jahres etwas mehr Energie von der Sonne als die nördliche. Dieser Effekt ist jedoch wesentlich geringer als die gesamte Energieänderung aufgrund der Achsenneigung, und der größte Teil der überschüssigen Energie wird durch den höheren Wasseranteil auf der Südhalbkugel absorbiert. ⓘ

Die Neigung der Erdachse ⓘ

Die Jahreszeiten werden in erster Linie von der Einstrahlung der Sonne verursacht und können infolgedessen durch Temperatur- und/oder Niederschlagsmengenschwankungen geprägt sein. Darunter wird in der gemäßigten Zone gewöhnlich der Wechsel der Tageshöchst- bzw. Tagestiefsttemperaturen verstanden. In den Subtropen und stärker in den Tropen werden diese Temperaturunterschiede mit Schwankungen der Monatsmittel des Niederschlags überlagert, und in seiner Wahrnehmbarkeit verringert. ⓘ

Die Unterschiede entstehen durch die Neigung des Äquators gegen die Ekliptik. Dies hat zur Folge, dass der Zenitstand der Sonne zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis hin- und herwandert (daher auch der Name Wendekreis). Dadurch entstehen neben den unterschiedlichen Einstrahlungen auch die Unterschiede der Längen von Tag und Nacht, die je nach Jahreszeit stark variieren. Diese Unterschiede nehmen zum Pol hin immer mehr zu. ⓘ

Abweichend davon wird in der Meteorologie der Beginn der Jahreszeiten jeweils auf den Monatsanfang vorverlegt (1. Dezember, 1. März usw.). ⓘ

Erde-Mond-System

Mond

Erde-Mond-System vom Mars aus gesehen ⓘ

Der Mond ist ein relativ großer, terrestrischer, planetenähnlicher natürlicher Satellit mit einem Durchmesser, der etwa einem Viertel des Durchmessers der Erde entspricht. Er ist der größte Mond im Sonnensystem im Verhältnis zur Größe seines Planeten, obwohl Charon im Verhältnis zum Zwergplaneten Pluto größer ist. Die natürlichen Trabanten anderer Planeten werden in Anlehnung an die Erde auch als "Monde" bezeichnet. Die am weitesten verbreitete Theorie über die Entstehung des Mondes, die Rieseneinschlagshypothese, besagt, dass er durch die Kollision eines marsgroßen Protoplaneten namens Theia mit der frühen Erde entstanden ist. Diese Hypothese erklärt (unter anderem) den relativen Mangel des Mondes an Eisen und flüchtigen Elementen und die Tatsache, dass seine Zusammensetzung fast identisch mit der der Erdkruste ist. ⓘ

Die Anziehungskraft zwischen Erde und Mond verursacht die Gezeiten auf der Erde. Die gleiche Wirkung auf den Mond hat zu seiner Gezeitensperre geführt: Seine Rotationsperiode entspricht der Zeit, die er für seinen Umlauf um die Erde benötigt. Folglich zeigt er der Erde immer das gleiche Gesicht. Während der Mond die Erde umkreist, werden verschiedene Teile seines Gesichts von der Sonne beleuchtet, was zu den Mondphasen führt. Aufgrund der Gezeitenwechselwirkung entfernt sich der Mond mit einer Geschwindigkeit von etwa 38 mm pro Jahr von der Erde. Im Laufe der Jahrmillionen summieren sich diese winzigen Veränderungen - und die Verlängerung der Tageslänge der Erde um etwa 23 µs/Jahr - zu bedeutenden Veränderungen. Während der Ediacaran-Periode (ca. 620 Ma) hatte ein Jahr beispielsweise 400±7 Tage, wobei jeder Tag 21,9±0,4 Stunden dauerte. ⓘ

Möglicherweise hat der Mond die Entwicklung des Lebens dramatisch beeinflusst, indem er das Klima des Planeten mäßigte. Paläontologische Beweise und Computersimulationen zeigen, dass die axiale Neigung der Erde durch Gezeitenwechselwirkungen mit dem Mond stabilisiert wird. Einige Theoretiker sind der Meinung, dass die Rotationsachse ohne diese Stabilisierung gegen die von der Sonne und den Planeten auf die äquatoriale Ausbuchtung der Erde ausgeübten Drehmomente chaotisch instabil sein und im Laufe der Jahrmillionen große Veränderungen aufweisen könnte, wie dies beim Mars der Fall ist, was jedoch umstritten ist. ⓘ

Von der Erde aus gesehen ist der Mond gerade weit genug entfernt, um fast die gleiche scheinbare Scheibengröße wie die Sonne zu haben. Die Winkelgröße (oder der Raumwinkel) dieser beiden Körper stimmt überein, denn obwohl der Durchmesser der Sonne etwa 400-mal so groß ist wie der des Mondes, ist sie auch 400-mal weiter entfernt. Dadurch können auf der Erde totale und ringförmige Sonnenfinsternisse auftreten. ⓘ

Asteroiden und künstliche Satelliten

Hubble-Weltraumteleskop in der Umlaufbahn vom Space Shuttle Atlantis aus gesehen ⓘ

Die Asteroidenpopulation in der Erdumlaufbahn besteht aus Quasi-Satelliten, Objekten mit einer hufeisenförmigen Umlaufbahn und Trojanern. Es gibt mindestens fünf Quasi-Satelliten, darunter 469219 Kamoʻoalewa. Ein trojanischer Asteroidenbegleiter, 2010 TK7, kreist um den führenden Lagrange-Dreieckspunkt L4 in der Umlaufbahn der Erde um die Sonne. Der winzige erdnahe Asteroid 2006 RH120 nähert sich etwa alle zwanzig Jahre dem Erde-Mond-System. Während dieser Annäherungen kann er die Erde für kurze Zeit umkreisen. ⓘ

Im September 2021 umkreisen 4 550 einsatzbereite, von Menschen gebaute Satelliten die Erde. Es gibt auch nicht funktionsfähige Satelliten, darunter Vanguard 1, der älteste Satellit, der sich derzeit in der Umlaufbahn befindet, und über 16.000 Stück verfolgten Weltraummülls. Der größte künstliche Satellit der Erde ist die Internationale Raumstation. ⓘ

Hydrosphäre

Prozesse, die zu Bewegungen und Phasenveränderungen im Wasser der Erde führen ⓘ

Die Hydrosphäre der Erde besteht hauptsächlich aus den Ozeanen, umfasst aber technisch gesehen alle Wasseroberflächen der Welt, einschließlich Binnenmeere, Seen, Flüsse und unterirdische Gewässer bis zu einer Tiefe von 2.000 m. Die Masse der Ozeane beträgt etwa 1,35×10¹⁸ Tonnen oder etwa 1/4400 der Gesamtmasse der Erde. Die Ozeane bedecken eine Fläche von 361,8 Mio. km² (139,7 Mio. sq mi) mit einer mittleren Tiefe von 3.682 m (12.080 ft), was ein geschätztes Volumen von 1,332 Mrd. km³ (320 Mio. cu mi) ergibt. Wäre die gesamte Krustenoberfläche der Erde auf der gleichen Höhe wie eine glatte Kugel, würde die Tiefe des Weltozeans 2,7 bis 2,8 km betragen. Etwa 97,5 % des Wassers ist salzhaltig, die restlichen 2,5 % sind Süßwasser. Das meiste Süßwasser, etwa 68,7 %, ist als Eis in Eiskappen und Gletschern vorhanden. ⓘ

In den kältesten Regionen der Erde bleibt der Schnee den Sommer über liegen und verwandelt sich in Eis. Dieser angesammelte Schnee und das Eis bilden schließlich Gletscher, Eiskörper, die unter dem Einfluss ihrer eigenen Schwerkraft fließen. Alpengletscher bilden sich in Gebirgsregionen, während sich in den Polarregionen riesige Eisschilde über dem Land bilden. Der Fluss der Gletscher erodiert die Oberfläche und verändert sie dramatisch, indem er U-förmige Täler und andere Landformen bildet. Das Meereis in der Arktis bedeckt eine Fläche, die etwa so groß ist wie die Vereinigten Staaten, obwohl es sich als Folge des Klimawandels schnell zurückzieht. ⓘ

Der durchschnittliche Salzgehalt der Ozeane der Erde beträgt etwa 35 Gramm Salz pro Kilogramm Meerwasser (3,5 % Salz). Der größte Teil dieses Salzes wurde durch vulkanische Aktivitäten freigesetzt oder aus kühlem Eruptivgestein extrahiert. Die Ozeane sind auch ein Reservoir für gelöste atmosphärische Gase, die für das Überleben vieler aquatischer Lebensformen unerlässlich sind. Das Meerwasser hat einen großen Einfluss auf das Weltklima, da die Ozeane als großer Wärmespeicher fungieren. Verschiebungen in der ozeanischen Temperaturverteilung können zu erheblichen Wetterveränderungen führen, wie z. B. die El Niño-Southern Oscillation. ⓘ

Der Reichtum an Wasser auf der Erdoberfläche ist ein einzigartiges Merkmal, das die Erde von anderen Planeten des Sonnensystems unterscheidet. Planeten des Sonnensystems mit beträchtlichen Atmosphären beherbergen zwar teilweise atmosphärischen Wasserdampf, doch fehlen ihnen die Oberflächenbedingungen für stabiles Oberflächenwasser. Obwohl einige Monde Anzeichen für große Reserven an außerirdischem Flüssigwasser aufweisen, deren Volumen möglicherweise sogar größer ist als das des Erdozeans, handelt es sich bei allen um große Wasserkörper unter einer kilometerdicken gefrorenen Oberflächenschicht. ⓘ

Atmosphäre

Der atmosphärische Druck auf dem Meeresspiegel der Erde beträgt durchschnittlich 101,325 kPa (14,696 psi) bei einer Höhe von etwa 8,5 km (5,3 mi). Eine trockene Atmosphäre besteht aus 78,084 % Stickstoff, 20,946 % Sauerstoff, 0,934 % Argon und Spuren von Kohlendioxid und anderen gasförmigen Molekülen. Der Wasserdampfgehalt schwankt zwischen 0,01 % und 4 %, liegt aber im Durchschnitt bei etwa 1 %. Die Höhe der Troposphäre variiert mit dem Breitengrad und liegt zwischen 8 km an den Polen und 17 km am Äquator, wobei einige Schwankungen auf wetter- und jahreszeitliche Faktoren zurückzuführen sind. ⓘ

Die Biosphäre der Erde hat ihre Atmosphäre erheblich verändert. Die sauerstoffhaltige Photosynthese entwickelte sich vor 2,7 Gya und bildete die heutige, hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff bestehende Atmosphäre. Diese Veränderung ermöglichte die Verbreitung aerober Organismen und indirekt die Bildung der Ozonschicht durch die anschließende Umwandlung von atmosphärischem O₂ in O₃. Die Ozonschicht blockiert die ultraviolette Sonnenstrahlung und ermöglicht so das Leben an Land. Weitere wichtige Funktionen der Atmosphäre sind der Transport von Wasserdampf, die Versorgung mit nützlichen Gasen, das Verglühen kleiner Meteoriten, bevor sie auf die Oberfläche treffen, und die Mäßigung der Temperatur. Dieses letzte Phänomen ist als Treibhauseffekt bekannt: Spurenmoleküle in der Atmosphäre dienen dazu, die vom Boden abgestrahlte Wärmeenergie einzufangen, wodurch sich die Durchschnittstemperatur erhöht. Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid und Ozon sind die wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre. Ohne diesen Wärmerückhalteeffekt läge die durchschnittliche Oberflächentemperatur bei -18 °C (0 °F), im Gegensatz zu den derzeitigen +15 °C (59 °F), und das Leben auf der Erde würde wahrscheinlich nicht in seiner heutigen Form existieren. ⓘ

Der Energiehaushalt der Erde wird wesentlich durch die Einstrahlung der Sonne und die Ausstrahlung der Erdoberfläche bzw. Atmosphäre bestimmt, also durch den Strahlungshaushalt der Erde. Die restlichen Beiträge von zusammen etwa 0,02 % liegen deutlich unterhalb der Messungsgenauigkeit der Solarkonstanten sowie ihrer Schwankung im Lauf eines Sonnenfleckenzyklus. ⓘ

Etwa 0,013 % macht der durch radioaktive Zerfälle erzeugte geothermische Energiebeitrag aus, etwa 0,007 % stammen aus der menschlichen Nutzung fossiler und nuklearer Energieträger und etwa 0,002 % verursacht die Gezeitenreibung. ⓘ

Die Erde hat eine geometrische Albedo im Mittel von 0,367, wobei ein wesentlicher Anteil auf die Wolken der Erdatmosphäre zurückzuführen ist. Dies führt zu einer globalen effektiven Temperatur von 246 K (−27 °C). Die Durchschnittstemperatur am Boden liegt jedoch durch einen starken atmosphärischen Treibhauseffekt bzw. Gegenstrahlung bei etwa 288 K (15 °C), wobei die Treibhausgase Wasser und Kohlendioxid den Hauptbeitrag liefern. ⓘ

Wetter und Klima

Hurrikan Felix von der niedrigen Erdumlaufbahn aus gesehen, September 2007

Massive Wolken über der Mojave-Wüste, Februar 2016

Die Erdatmosphäre hat keine eindeutige Grenze, sie wird allmählich dünner und verschwindet im Weltraum. Drei Viertel der Atmosphärenmasse befinden sich innerhalb der ersten 11 km (6,8 Meilen) der Oberfläche; diese unterste Schicht wird Troposphäre genannt. Die Energie der Sonne erwärmt diese Schicht und die darunter liegende Oberfläche, wodurch sich die Luft ausdehnt. Diese Luft mit geringerer Dichte steigt dann nach oben und wird durch kühlere Luft mit höherer Dichte ersetzt. Das Ergebnis ist eine atmosphärische Zirkulation, die das Wetter und das Klima durch die Umverteilung der Wärmeenergie bestimmt. ⓘ

Die wichtigsten atmosphärischen Zirkulationsbänder sind die Passatwinde in der Äquatorialregion unterhalb des 30. Breitengrades und die Westwinde in den mittleren Breiten zwischen 30 und 60 Grad. Der Wärmeinhalt der Ozeane und die Meeresströmungen sind ebenfalls wichtige klimabestimmende Faktoren, insbesondere die thermohaline Zirkulation, die die Wärmeenergie aus den äquatorialen Ozeanen in die Polarregionen verteilt. ⓘ

Die Erde erhält eine Sonneneinstrahlung von 1361 W/m². Die Menge der Sonnenenergie, die die Erdoberfläche erreicht, nimmt mit zunehmender Breite ab. In höheren Breitengraden erreicht das Sonnenlicht die Oberfläche in einem geringeren Winkel, und es muss durch dickere Atmosphärensäulen hindurch. Infolgedessen sinkt die mittlere jährliche Lufttemperatur auf Meereshöhe um etwa 0,4 °C pro Breitengrad vom Äquator aus. Die Erdoberfläche kann in bestimmte Breitengürtel mit annähernd homogenem Klima unterteilt werden. Diese erstrecken sich vom Äquator bis zu den Polarregionen und umfassen das tropische (oder äquatoriale), subtropische, gemäßigte und polare Klima. ⓘ

Weitere Faktoren, die das Klima eines Ortes beeinflussen, sind die Nähe zu den Ozeanen, die ozeanische und atmosphärische Zirkulation sowie die Topologie. Orte in der Nähe von Ozeanen haben in der Regel kältere Sommer und wärmere Winter, da die Ozeane große Wärmemengen speichern können. Der Wind transportiert die Kälte oder die Wärme des Ozeans an das Land. Auch die atmosphärische Zirkulation spielt eine wichtige Rolle: San Francisco und Washington DC sind beides Küstenstädte, die etwa auf dem gleichen Breitengrad liegen. Das Klima in San Francisco ist wesentlich gemäßigter, da die vorherrschende Windrichtung vom Meer zum Land hin verläuft. Schließlich nehmen die Temperaturen mit der Höhe ab, so dass es in Gebirgsregionen kälter ist als in tiefer gelegenen Gebieten. ⓘ

Der durch Oberflächenverdunstung erzeugte Wasserdampf wird durch die Zirkulationsmuster in der Atmosphäre transportiert. Wenn die atmosphärischen Bedingungen einen Auftrieb warmer, feuchter Luft erlauben, kondensiert dieses Wasser und fällt als Niederschlag auf die Oberfläche. Das meiste Wasser wird dann durch Flusssysteme in tiefere Lagen transportiert und in der Regel in die Ozeane zurückgeführt oder in Seen abgelagert. Dieser Wasserkreislauf ist ein lebenswichtiger Mechanismus für das Leben an Land und ein Hauptfaktor bei der Erosion von Oberflächenstrukturen über geologische Zeiträume hinweg. Die Niederschlagsmuster sind sehr unterschiedlich und reichen von mehreren Metern Wasser pro Jahr bis zu weniger als einem Millimeter. Die atmosphärische Zirkulation, topografische Merkmale und Temperaturunterschiede bestimmen die durchschnittliche Niederschlagsmenge in jeder Region. ⓘ

Das allgemein verwendete Köppen-Klimaklassifizierungssystem umfasst fünf große Gruppen (feuchte Tropen, trockene, feuchte mittlere Breiten, kontinentale und kalte polare Gebiete), die wiederum in spezifischere Untergruppen unterteilt sind. Das Köppen-System bewertet die Regionen auf der Grundlage der beobachteten Temperaturen und Niederschläge. Die Oberflächentemperatur der Luft kann in heißen Wüsten wie dem Death Valley bis auf etwa 55 °C ansteigen und in der Antarktis bis auf -89 °C fallen. ⓘ

Obere Atmosphäre

Oberseite der blau gefärbten Erdatmosphäre, mit dem Mond im Hintergrund ⓘ

Oberhalb der Troposphäre wird die Atmosphäre gewöhnlich in Stratosphäre, Mesosphäre und Thermosphäre unterteilt. Jede Schicht hat eine andere Stornorate, die die Geschwindigkeit der Temperaturänderung mit der Höhe angibt. Darüber hinaus wird die Exosphäre dünner und geht in die Magnetosphäre über, wo die geomagnetischen Felder mit dem Sonnenwind interagieren. In der Stratosphäre befindet sich die Ozonschicht, eine Komponente, die die Oberfläche teilweise vor ultraviolettem Licht schützt und daher für das Leben auf der Erde wichtig ist. Die Kármán-Linie, die in 100 km Höhe über der Erdoberfläche verläuft, ist eine Arbeitsdefinition für die Grenze zwischen der Atmosphäre und dem Weltraum. ⓘ

Die thermische Energie bewirkt, dass einige der Moleküle am äußeren Rand der Atmosphäre ihre Geschwindigkeit so weit erhöhen, dass sie der Schwerkraft der Erde entkommen können. Dadurch kommt es zu einem langsamen, aber stetigen Verlust der Atmosphäre in den Weltraum. Da unfixierter Wasserstoff eine geringe Molekülmasse hat, kann er die Fluchtgeschwindigkeit leichter erreichen und entweicht schneller ins All als andere Gase. Das Entweichen von Wasserstoff in den Weltraum trägt dazu bei, dass sich die Erdatmosphäre und die Erdoberfläche von einem ursprünglich reduzierenden Zustand in den heutigen oxidierenden Zustand verwandeln. Die Photosynthese lieferte eine Quelle für freien Sauerstoff, aber man nimmt an, dass der Verlust von Reduktionsmitteln wie Wasserstoff eine notwendige Voraussetzung für die weit verbreitete Anreicherung von Sauerstoff in der Atmosphäre war. Die Fähigkeit des Wasserstoffs, aus der Atmosphäre zu entweichen, könnte daher die Art des Lebens, das sich auf der Erde entwickelte, beeinflusst haben. In der heutigen sauerstoffreichen Atmosphäre wird der meiste Wasserstoff in Wasser umgewandelt, bevor er die Möglichkeit hat, zu entweichen. Stattdessen entsteht der größte Teil des Wasserstoffverlustes durch die Zerstörung von Methan in der oberen Atmosphäre. ⓘ

Leben auf der Erde

Pilze sind eines der Reiche des Lebens auf der Erde. ⓘ

Die Lebensformen auf einem Planeten bewohnen Ökosysteme, deren Gesamtheit die Biosphäre bildet. Die Biosphäre ist in eine Reihe von Biomen unterteilt, die von weitgehend ähnlichen Pflanzen und Tieren bewohnt werden. An Land werden die Biome vor allem durch Unterschiede in der geografischen Breite, der Höhe über dem Meeresspiegel und der Luftfeuchtigkeit unterschieden. Terrestrische Biome, die innerhalb des arktischen oder antarktischen Kreises, in großen Höhen oder in extrem trockenen Gebieten liegen, sind relativ arm an Pflanzen und Tieren; die Artenvielfalt erreicht ihren Höhepunkt in feuchten Tieflandgebieten in äquatorialen Breitengraden. Die Schätzungen über die Anzahl der heute auf der Erde lebenden Arten schwanken; die meisten Arten sind noch nicht beschrieben worden. Über 99 % aller Arten, die jemals auf der Erde gelebt haben, sind ausgestorben. ⓘ

Ein Planet, auf dem Leben möglich ist, wird als bewohnbar bezeichnet, auch wenn das Leben dort nicht entstanden ist. Die Entfernung der Erde von der Sonne, die Exzentrizität ihrer Umlaufbahn, die Rotationsgeschwindigkeit, die Achsenneigung, die geologische Geschichte, die Atmosphäre und das Magnetfeld tragen alle zu den aktuellen klimatischen Bedingungen auf der Oberfläche bei. Die Erde bietet flüssiges Wasser - eine Umgebung, in der sich komplexe organische Moleküle zusammensetzen und interagieren können - und ausreichend Energie, um den Stoffwechsel aufrechtzuerhalten. Pflanzen können Nährstoffe aus der Atmosphäre, den Böden und dem Wasser aufnehmen. Diese Nährstoffe werden ständig zwischen den verschiedenen Arten ausgetauscht. ⓘ

Extreme Wetterereignisse, wie tropische Wirbelstürme (einschließlich Hurrikane und Taifune), treten über dem größten Teil der Erdoberfläche auf und haben große Auswirkungen auf das Leben in diesen Gebieten. Zwischen 1980 und 2000 verursachten diese Ereignisse durchschnittlich 11 800 Todesfälle pro Jahr. An vielen Orten gibt es Erdbeben, Erdrutsche, Tsunamis, Vulkanausbrüche, Tornados, Schneestürme, Überschwemmungen, Dürren, Waldbrände und andere Unglücke und Katastrophen. Die Auswirkungen des Menschen sind in vielen Bereichen spürbar: Luft- und Wasserverschmutzung, saurer Regen, Verlust der Vegetation (Überweidung, Entwaldung, Wüstenbildung), Verlust von Wildtieren, Artensterben, Bodendegradation, Bodenverarmung und Erosion. Durch menschliche Aktivitäten werden Treibhausgase in die Atmosphäre freigesetzt, die eine globale Erwärmung verursachen. Dies führt zu Veränderungen wie dem Abschmelzen von Gletschern und Eisschilden, einem weltweiten Anstieg des durchschnittlichen Meeresspiegels, einem erhöhten Risiko von Dürren und Waldbränden sowie der Abwanderung von Arten in kältere Gebiete. ⓘ

Menschliche Geographie

Souveräne Staaten der Welt ⓘ

Die Weltbevölkerung hat Anfang der 2010er Jahre die Sieben-Milliarden-Grenze überschritten und wird in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts voraussichtlich einen Höchststand von etwa zehn Milliarden Menschen erreichen. Der größte Teil des Wachstums wird voraussichtlich in Afrika südlich der Sahara stattfinden. Die Bevölkerungsdichte ist weltweit sehr unterschiedlich, die Mehrheit der Menschen lebt jedoch in Asien. Bis 2050 werden voraussichtlich 68 % der Weltbevölkerung in städtischen und nicht in ländlichen Gebieten leben. Die nördliche Hemisphäre umfasst 68 % der Landmasse der Welt. Teilweise aufgrund der vorherrschenden Landmasse leben 90 % der Menschen in der nördlichen Hemisphäre. ⓘ

Man schätzt, dass ein Achtel der Erdoberfläche für den Menschen bewohnbar ist - drei Viertel der Erdoberfläche sind von Ozeanen bedeckt, ein Viertel ist Land. Die Hälfte dieser Landfläche ist Wüste (14 %), Hochgebirge (27 %) oder anderes ungeeignetes Terrain. Die Menschen haben unterschiedliche Gesellschaften und Kulturen entwickelt; politisch gesehen gibt es auf der Welt etwa 206 souveräne Staaten. Die Staaten beanspruchen die gesamte Landoberfläche des Planeten, mit Ausnahme von Teilen der Antarktis und einigen anderen nicht beanspruchten Gebieten. Die Erde hatte noch nie eine planetenweite Regierung, aber die Vereinten Nationen sind die führende weltweite zwischenstaatliche Organisation. ⓘ

Der erste Mensch, der die Erde umkreiste, war Juri Gagarin am 12. April 1961. Insgesamt haben bis November 2018 etwa 550 Menschen den Weltraum besucht und die Erdumlaufbahn erreicht, darunter zwölf Menschen, die den Mond betreten haben. Normalerweise sind die einzigen Menschen im Weltraum die auf der Internationalen Raumstation. Die sechsköpfige Besatzung der Station wird normalerweise alle sechs Monate ausgetauscht. Die größte Entfernung, die Menschen von der Erde zurückgelegt haben, beträgt 400.171 km (248.655 Meilen) und wurde 1970 bei der Apollo-13-Mission erreicht. ⓘ

Natürliche Ressourcen und Landnutzung

Die Landnutzung der Erde für die menschliche Landwirtschaft ⓘ

Die Erde verfügt über Ressourcen, die vom Menschen ausgebeutet wurden. Die so genannten nicht erneuerbaren Ressourcen, wie z. B. fossile Brennstoffe, werden nur in geologischen Zeiträumen wieder aufgefüllt. Große Vorkommen an fossilen Brennstoffen werden aus der Erdkruste gewonnen und bestehen aus Kohle, Erdöl und Erdgas. Diese Vorkommen werden vom Menschen sowohl zur Energieerzeugung als auch als Ausgangsmaterial für die chemische Produktion genutzt. In der Erdkruste haben sich durch Magmatismus, Erosion und Plattentektonik auch Erzkörper gebildet. Diese Metalle und andere Elemente werden durch Bergbau gewonnen, ein Prozess, der oft Umwelt- und Gesundheitsschäden mit sich bringt. ⓘ

Die Biosphäre der Erde produziert viele nützliche biologische Produkte für den Menschen, darunter Nahrungsmittel, Holz, Arzneimittel, Sauerstoff und das Recycling organischer Abfälle. Das Ökosystem an Land ist auf Mutterboden und Süßwasser angewiesen, und das Ökosystem der Ozeane hängt von gelösten Nährstoffen ab, die vom Land heruntergespült werden. Im Jahr 2019 bestanden 39 Mio. km2 der Landoberfläche der Erde aus Wäldern und Forsten, 12 Mio. km2 waren Busch- und Grasland, 40 Mio. km2 wurden für die Futtermittelproduktion und als Weideland genutzt, und 11 Mio. km2 wurden als Ackerland angebaut. Von den 12-14 % der eisfreien Flächen, die als Ackerland genutzt werden, wurden 2015 2 Prozentpunkte bewässert. Der Mensch nutzt Baumaterialien zum Bau von Unterkünften. ⓘ

Der Mensch und die Umwelt

Veränderung der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Luft und Ursachen für diese Veränderung. Menschliche Aktivitäten haben einen Temperaturanstieg verursacht, wobei natürliche Kräfte eine gewisse Variabilität hinzugefügt haben. ⓘ

Menschliche Aktivitäten haben sich auf die Umwelt der Erde ausgewirkt. Durch Aktivitäten wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe hat der Mensch die Menge der Treibhausgase in der Atmosphäre erhöht und damit den Energiehaushalt und das Klima der Erde verändert. Es wird geschätzt, dass die globalen Temperaturen im Jahr 2020 um 1,2 °C (2,2 °F) wärmer waren als die vorindustrielle Basis. Dieser Temperaturanstieg, der als globale Erwärmung bezeichnet wird, hat zum Abschmelzen der Gletscher, zum Anstieg des Meeresspiegels, zur erhöhten Gefahr von Dürren und Waldbränden sowie zur Abwanderung von Arten in kältere Gebiete beigetragen. ⓘ

Das Konzept der planetarischen Grenzen wurde eingeführt, um die Auswirkungen der Menschheit auf die Erde zu quantifizieren. Von den neun identifizierten Grenzen sind fünf überschritten worden: Die Unversehrtheit der Biosphäre, der Klimawandel, die chemische Verschmutzung, die Zerstörung wilder Lebensräume und der Stickstoffkreislauf haben die sichere Schwelle überschritten. Im Jahr 2018 kann kein Land die Grundbedürfnisse seiner Bevölkerung befriedigen, ohne die planetarischen Grenzen zu überschreiten. Es ist jedoch möglich, alle physischen Grundbedürfnisse weltweit im Rahmen einer nachhaltigen Ressourcennutzung zu decken. ⓘ

Kulturelle und historische Sichtweise

Tracy Caldwell Dyson im Kuppelmodul der Internationalen Raumstation beobachtet die Erde von unten ⓘ

Die menschlichen Kulturen haben viele Ansichten über den Planeten entwickelt. Das astronomische Standardsymbol der Erde besteht aus einem Kreuz, das von einem Kreis umschlossen wird, die die vier Ecken der Welt darstellen. Es gibt auch viele andere Erdsymbole. Die Erde wird manchmal als eine Gottheit personifiziert. In vielen Kulturen ist sie eine Muttergöttin, die auch die wichtigste Fruchtbarkeitsgöttin ist. In den Schöpfungsmythen vieler Religionen geht es um die Erschaffung der Erde durch eine übernatürliche Gottheit oder Götter. Die Gaia-Hypothese, die Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelt wurde, vergleicht die Umwelt und das Leben auf der Erde als einen einzigen sich selbst regulierenden Organismus, der zu einer weitgehenden Stabilisierung der Bedingungen für die Bewohnbarkeit führt. ⓘ

Bilder der Erde aus dem Weltraum, vor allem während des Apollo-Programms, haben die Sichtweise der Menschen auf den Planeten, auf dem sie leben, verändert, was als Überblickseffekt bezeichnet wird und die Schönheit, Einzigartigkeit und scheinbare Zerbrechlichkeit der Erde hervorhebt. Dies führte vor allem dazu, dass man sich des Ausmaßes der Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die Umwelt der Erde bewusst wurde. Mit Hilfe der Wissenschaft, insbesondere der Erdbeobachtung, haben die Menschen begonnen, sich weltweit mit Umweltfragen zu befassen und den Einfluss des Menschen und die Vernetzung der Umwelt auf der Erde anzuerkennen. ⓘ

Wissenschaftliche Untersuchungen haben zu mehreren kulturellen Veränderungen in der Sichtweise der Menschen auf unseren Planeten geführt. Der anfängliche Glaube an eine flache Erde wurde im antiken Griechenland allmählich von der Idee einer kugelförmigen Erde verdrängt, die sowohl den Philosophen Pythagoras als auch Parmenides zugeschrieben wurde. Bis zum 16. Jahrhundert glaubte man allgemein, dass die Erde das Zentrum des Universums sei, bis Wissenschaftler zum ersten Mal zu dem Schluss kamen, dass sie ein sich bewegendes Objekt ist, einer der Planeten des Sonnensystems. ⓘ

Erst im 19. Jahrhundert erkannten die Geologen, dass das Alter der Erde mindestens viele Millionen Jahre beträgt. Lord Kelvin schätzte 1864 mit Hilfe der Thermodynamik das Alter der Erde auf 20 bis 400 Millionen Jahre und löste damit eine heftige Debatte zu diesem Thema aus. Erst die Entdeckung der Radioaktivität und der radioaktiven Datierung im späten 19. und frühen 20. ⓘ

Aufbau

Die Erde definiert mit ihrem geochemischen Aufbau die Klasse der erdähnlichen Planeten (auch erdartige, terrestrische Planeten, oder Gesteinsplaneten genannt). Die Erde ist unter den vier erdähnlichen Planeten des Sonnensystems der größte. ⓘ

Oberfläche

	Fläche in km2	Anteil ⓘ
Gesamtfläche der Erde	510 000 000	100,0 %
Wasserfläche	360 570 000	070,7 %
Landfläche	149 430 000	029,3 %
davon Dauernutzungsraum des Menschen (Wohngebiete, Infrastruktur, intensiv genutzte Flächen, Land- und Forstwirtschaft) 2004	072 084 920	048,2 %
sowie kaum und nicht genutzte „Wildnisregionen“ (inkl. Eisschilde) 2004	077 345 080	051,8 %

Landhalbkugel ⓘ

Wasserhalbkugel ⓘ

Nordhalbkugel ⓘ

Südhalbkugel ⓘ

Der Äquatorumfang ist durch die Zentrifugalkraft der Rotation mit 40 075,017 km um 67,154 km (0,17 %) größer als der Polumfang (Meridianumfang) mit 40 007,863 km (bezogen auf das geodätische Referenzellipsoid von 1980). Der Poldurchmesser ist mit 12 713,504 km dementsprechend um 42,816 km bzw. um 0,34 % kleiner als der Äquatordurchmesser mit 12 756,320 km (bezogen auf das Referenzellipsoid; die tatsächlichen Zahlen weichen davon ab). Die Unterschiede im Umfang tragen mit dazu bei, dass es keinen eindeutig höchsten Berg auf der Erde gibt. Nach der Höhe über dem Meeresspiegel ist es der Mount Everest im Himalaya und nach dem Abstand des Gipfels vom Erdmittelpunkt der auf dem Äquatorwulst stehende Vulkanberg Chimborazo in den Anden. Von der jeweils eigenen Basis an gemessen ist der Mauna Kea auf der vom pazifischen Meeresboden aufragenden großen vulkanischen Hawaii-Insel am höchsten. ⓘ

Die Erdoberfläche ist etwa 510 Mio. km² groß. Sie lässt sich in zwei unterschiedliche Halbkugeln teilen: In eine Landhemisphäre und eine Wasserhemisphäre. Die Landhemisphäre umfasst den größeren Anteil der Landfläche und besteht knapp zur Hälfte mit 47 % aus Land. Die Fläche der Wasserhemisphäre enthält nur 11 % Land und wird durch Ozeane dominiert. ⓘ

37,4 % der Landoberfläche der Erde liegen zwischen 1000 und 2000 m über Meereshöhe. Dabei handelt es sich um hohe Mittelgebirge, Hochgebirge und Hochebenen. Betrachtet man die Unebenheiten der Erdoberfläche im globalen Maßstab, erscheinen sie eher gering. Der Höhe des Mount Everest entspräche eine Erhebung von nur rund 0,15 mm auf einem Globus von der Größe eines Fußballs. ⓘ

Die Erde ist der einzige Planet im Sonnensystem, auf dessen Oberfläche flüssiges Wasser existiert. 96,5 % des gesamten Wassers der Erde enthalten die Meere. Das Meerwasser enthält im Durchschnitt 3,5 % Salz. ⓘ

Die Wasserfläche hat in der gegenwärtigen geologischen Epoche einen Gesamtanteil von 70,7 % an der Erdoberfläche. Die restlichen 29,3 %, die Landfläche, entfallen hauptsächlich auf sieben Kontinente; in der Reihenfolge ihrer Größe: Asien, Afrika, Nordamerika, Südamerika, Antarktika, Europa und Australien (Europa ist im Rahmen der Plattentektonik als große westliche Halbinsel des Kontinentes Eurasien allerdings wahrscheinlich nie eine selbstständige Einheit gewesen). Die Fläche des Weltmeeres wird allgemein in drei Ozeane einschließlich der Nebenmeere unterteilt: den Pazifik, den Atlantik und den Indik. Die tiefste Meeresstelle, das Witjastief 1, liegt im Marianengraben, 11 034 m unter dem Meeresspiegel. Die durchschnittliche Meerestiefe beträgt 3 800 m. Das ist etwa das Fünffache der bei 800 m liegenden mittleren Höhe der Kontinente (s. hypsografische Kurve). ⓘ

Klima

Klima- und Vegetationszonen

Klimazonen der Erde ⓘ

Ökozonen der Erde nach Schultz ⓘ

Die Erde wird anhand unterschiedlich intensiver Sonneneinstrahlung in Klimazonen eingeteilt, die sich vom Nordpol zum Äquator erstrecken – und auf der Südhalbkugel spiegelbildlich verlaufen. Die Klimate prägen die Vegetation, die ähnlich in verschiedene zonale biogeographische Modelle gegliedert werden. ⓘ

Klimazone	ungefähre Breitengrade Nord/Süd	Durchschnitts- temperatur ⓘ
Polarzone/Kalte Zone	Pol bis 66,56° (Polarkreise)	ca. 00 °C
Gemäßigte Zone	66,56° bis 40°	ca. 08 °C
Subtropen	40° bis 23,5° (Wendekreise)	ca. 16 °C
Tropen	23,5° bis Äquator	ca. 24 °C

Je weiter eine Klimazone vom Äquator und vom nächsten Ozean entfernt ist, desto stärker schwanken die Temperaturen zwischen den Jahreszeiten. ⓘ

Polarzone

Die Polargebiete liegen an den Polen. Das Nördliche liegt innerhalb des nördlichen Polarkreises und umfasst die Arktis, in deren Zentrum das Nordpolarmeer liegt. Das Südliche liegt entsprechend innerhalb des südlichen Polarkreises und umfasst die Antarktis, zu der der Großteil des Kontinents Antarktika gehört. ⓘ

Die Polargebiete werden geprägt durch kaltes Klima mit viel Schnee und Eis, Polarlichtern, sowie dem Polartag mit der Mitternachtssonne und der Polarnacht, die beide bis zu einem halben Jahr dauern können. ⓘ

Die Vegetation der polaren- und subpolaren Ökozone reicht von den Kältewüsten (die nur kleine, inselartige Pflanzenvorkommen mit sehr wenigen flach wachsenden Arten aufweisen) zu den baumlosen, gras-, strauch- und moosbewachsenen Tundren. ⓘ

Gemäßigte Zone

Die gemäßigte Klimazone reicht von den Polarkreisen bis zum vierzigsten Breitengrad und wird in eine kalt- und kühlgemäßigte Zone eingeteilt. In dieser Zone unterscheiden sich die Jahreszeiten groß, was jedoch zum Äquator etwas abnimmt. Ein weiteres Merkmal sind die Unterschiede der Längen von Tag und Nacht, die je nach Jahreszeit stark variieren. Diese Unterschiede nehmen zum Pol hin immer mehr zu. ⓘ

Die Vegetation wird durch Wälder (im Norden der Nordhalbkugel boreale Nadelwälder, bei den äquatornäheren Gebieten nemorale beziehungsweise australe Misch- und Laubwälder der feuchten Mittelbreiten) sowie Grassteppen und winterkalte Halbwüsten und Wüsten (Prärien und Großes Becken in Nordamerika; Eurasische Steppe und Wüsten Zentralasiens, Pampa und patagonische Trockensteppe) geprägt. ⓘ

Subtropen

Die Subtropen (zum Teil auch warmgemäßigte Klimazone) liegen in der geografischen Breite zwischen den Tropen in Äquatorrichtung und den gemäßigten Zonen in Richtung der Pole, ungefähr zwischen 25° und 40° nördlicher beziehungsweise südlicher Breite. In den Subtropen herrschen tropische Sommer und nicht-tropische Winter vor. Die Subtropen lassen sich weiter in trockene, winterfeuchte, sommerfeuchte und immerfeuchte Subtropen unterteilen. ⓘ

Weitverbreitet wird subtropisches Klima mit einer Mitteltemperatur im Jahr über 20 Grad Celsius, und einer Mitteltemperatur des kältesten Monats von unterhalb 20 Grad definiert. ⓘ

Die Unterschiede zwischen den Längen von Tag und Nacht sind relativ gering. ⓘ

Die Vegetation umfasst vor allem trockene Offenlandschaften (Heiße Halbwüsten und -Wüsten wie die Sahara und die australischen Wüsten), aber auch Waldgebiete (lichte Hartlaubwälder der winterfeuchten „Mittelmeerklimate“ und dichte Lorbeerwälder der immerfeuchten Subtropen). ⓘ

Tropen

Die Tropen befinden sich zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis. In den Tropen sind Tag und Nacht immer ungefähr gleich lang (zwischen 10,5 und 13,5 Stunden). ⓘ

Die Tropen können in die immerfeuchten und wechselfeuchten Tropen unterteilt werden. Nur die wechselfeuchten Tropen haben zwei klimatisch unterscheidbare Jahreszeiten: Trocken- und Regenzeit. ⓘ

Die Tropen werden vegetationsgeographisch in die sommerfeuchten- Trocken- und Feuchtsavannen sowie die Regenwälder der immerfeuchten Tropen (Amazonasbecken, Kongobecken, Malaiischer Archipel und Neuguinea) untergliedert. In den Tropen konzentriert sich die größte Artenvielfalt und Biodiversität der Erde. ⓘ

Weitere Begleiter

Hufeisenumlaufbahn von 2002 AA₂₉ entlang der Erdbahn ⓘ

Außer dem Mond existieren kleinere erdnahe Objekte: Koorbitale Asteroiden, die zwar nicht die Erde umkreisen, aber in einer 1:1-Bahnresonanz auf einer Hufeisenumlaufbahn um die Sonne kreisen. Beispiele dafür sind der etwa 50 bis 110 Meter große Asteroid 2002 AA₂₉ und der etwa zehn bis 30 Meter große Asteroid 2003 YN₁₀₇. ⓘ

Auch in bzw. bei den Lagrange-Punkten L₄ und L₅ der Erde können sich Begleiter aufhalten, die dann Trojaner heißen. Bislang wurde ein einziger natürlicher Trojaner der Erde entdeckt, der etwa 300 Meter große Asteroid 2010 TK₇. ⓘ

Entstehung der Erde

Die Erde als „blassblauer Punkt“, aufgenommen von der Raumsonde Voyager 1 am 14. Februar 1990 aus einer Entfernung von etwa 40,5 AE (ca. 6 Mrd. km)

Herkunft des Wassers

Wasser bedeckt etwa 70 % der Erdoberfläche. ⓘ

Woher das Wasser auf der Erde kommt, und insbesondere warum die Erde deutlich mehr Wasser hat als die anderen erdähnlichen Planeten, ist bis heute nicht befriedigend geklärt. Ein Teil des Wassers dürfte als Wasserdampf aus Magma ausgegast sein, also letztlich aus dem Erdinneren kommen. Ob das aber für die heutige Menge an Wasser ausreicht, ist fraglich. Weitere große Anteile könnten von Einschlägen von Kometen, transneptunischen Objekten oder wasserreichen Asteroiden (Protoplaneten) aus den äußeren Bereichen des Asteroidengürtels stammen. Wobei Messungen des Isotopen-Verhältnisses von Deuterium zu Protium (D/H-Verhältnis) eher auf Asteroiden deuten, da in Wassereinschlüssen in kohligen Chondriten ähnliche Isotopen-Verhältnisse gefunden wurden wie im Ozeanwasser, wohingegen das Isotopen-Verhältnis von Kometen und transneptunischen Objekten nach bisherigen Messungen nicht mit dem von irdischem Wasser übereinstimmt. ⓘ

Leben

Mensch und Umwelt

Verschiebung der Klimazonen nach dem Worst-Case-Szenario ⓘ

Auf der Erde existiert seit rund 3 bis 2 Millionen Jahren die Gattung Homo, zu der der seit rund 300.000 Jahren existierende anatomisch moderne Mensch gehört. Die Menschen lebten bis zur Erfindung von Pflanzenbau und Nutztierhaltung im Vorderen Orient (ca. 11.), in China (ca. 8.) und im mexikanischen Tiefland (ca. 6. Jahrtausend v. Chr.) ausschließlich als Jäger und Sammler. Seit dieser neolithischen Revolution verdrängten die vom Menschen gezüchteten Kulturpflanzen und -tiere bei der Ausbreitung der Zivilisationen die Wildpflanzen und -tiere immer mehr. Der Mensch beeinflusst spätestens seit der industriellen Revolution das Erscheinungsbild und die Entwicklung der Erde immer mehr: Große Landflächen wurden in Industrie- und Verkehrsflächen umgewandelt. ⓘ

Dieser anthropogene Wandel wirkte bereits zu Beginn der Neuzeit in einigen Erdregionen deutlich negativ: So entstand in Mitteleuropa seit dem 16. Jahrhundert eine dramatische Holznot, die eine erhebliche Entwaldung verursachte. Daraus entstanden im 18. und 19. Jahrhundert die ersten größeren Bewegungen in Europa und Nordamerika für Umwelt- und Naturschutz. Umweltverschmutzung und -zerstörung globalen Ausmaßes nahmen im 20. Jahrhundert schnell zu. Die zugrundeliegenden Zusammenhänge zeigte die 1972 erschienene Studie „Grenzen des Wachstums“ erstmals umfassend auf. Der internationale Umweltschutz-Aktionstag ist seit 1990 der 22. April und heißt Tag der Erde. 1992 kam eine erste „Warnung der Welt-Wissenschaftsgemeinde an die Menschheit“ zur dringenden Reduzierung schädlicher Einflüsse auf die Erde. ⓘ

Das Jahr 2008 wurde von den Vereinten Nationen unter Federführung der UNESCO zum Internationalen Jahr des Planeten Erde (IYPE) erklärt. Diese bislang größte weltweite Initiative in den Geowissenschaften soll die Bedeutung und den Nutzen der modernen Geowissenschaften für die Gesellschaft und für eine nachhaltige Entwicklung verdeutlichen. Zahlreiche Veranstaltungen und interdisziplinäre Projekte auf internationaler und nationaler Ebene erstreckten sich von 2007 bis 2009 über einen Zeitraum von insgesamt drei Jahren. ⓘ

Um die entscheidenden ökologischen Belastungsgrenzen der Erde zu quantifizieren, formulierte 2009 ein 28-köpfiges Wissenschaftlerteam unter Leitung von Johan Rockström (Stockholm Resilience Centre) die Planetary Boundaries:

• Verlust der biologischen Vielfalt
• Schwefelemissionen
• Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre
• Ausdünnung der Ozonschicht
• Versauerung der Meere
• Phosphorverlust der Meere
• Intensität der Landnutzung
• Süßwasserressourcen ⓘ

Menschlicher Einfluss auf die Zukunft

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„Ampel“-Darstellung der ökologischen Trends der Erde nach William J. Ripple et al.: „Zweite Warnung an die Menschheit“ (2017)
*) = Emissionen von ozonabbauenden Halogenverbindungen als R-11-Äquivalente im Megatonnen unter Annahme einer konstanten natürlichen Emissionsrate von 0,11 Mt pro Jahr ⓘ

Die nähere Zukunft der Erdoberfläche hängt sehr stark von der Entwicklung des menschlichen Umwelteinflusses ab. ⓘ

Dazu veröffentlichten 15 372 Wissenschaftler aus 184 Ländern am 13. November 2017 eine „zweite Warnung an die Menschheit“, da es außer beim Schutz der Ozonschicht und den Fischfangquoten keine realen Fortschritte gegeben hat: Fast alle wichtigen ökologischen Kennzahlen haben sich drastisch verschlechtert. Besonders beunruhigend sind die Trends bei der Klimaerwärmung, der Entwaldung, der Zunahme toter Gewässer und der Verringerung der Artenvielfalt. Die Wissenschaftler sehen die Lebensgrundlagen der Menschheit ernsthaft gefährdet und rufen zu kurzfristigen Gegenmaßnahmen auf. ⓘ