Seit Anbeginn der Zeit ist die Menschheit jeher von dem nächtlichen Himmelskörper fasziniert. Erstmals Galileo Galilei hat 1609 einen genaueren Blick auf den Mond geworfen und so bereits damals das Volksbild des Mondes verändert (Planet Wissen 2020). Durch ein Fernrohr stellte er fest, dass der Mond keine glatte Oberfläche hat, was der Volksglaube zu der Zeit war, sondern von Kratern übersäht ist und ein Relief zu erkennen ist. Er veränderte damit das wissenschaftliche Weltbild (Planet Wissen 2020). Bis der Mensch erstmals den Mond betrat vergingen ein paar Jahrhunderte. Zuerst gab es einige erfolgreiche bemannte Raumfahrtmissionen, um dem Mond Stück für Stück näher zu kommen. Am 20. Juli 1969 war es dann soweit, Neil Armstrong, Michael Collins und Edwin Aldrin gelang die erste erfolgreiche Mondlandung (Planet Wissen 2020). Sie sammelten 21 Kilogramm Mondgestein ein, welches die Forschung rund um den Mond auf ein neues Niveau brachte. Danach wurde sich zunehmend genauer mit dem Mond befasst und es wird versucht alles über den Mond mit den zugehörigen Hintergründen herauszufinden. Deswegen gilt es in dieser Abhandlung die Fragen: Warum sieht man nur eine Seite des Mondes? Gibt es Wasser auf der Oberfläche? und Welche Entstehungstheorien kursieren rund um dem Mond? zu klären und diese anschaulich darzustellen.
2. Charakteristika
Im folgenden Abschnitt werden die Charakteristika des Mondes bezüglich des Volumens, der Masse und des Alters dargestellt.
Einleitend besitzt der Mond einen Radius von circa 1.737,1 km (BR Wissen 2019). Die Circa-Angabe beruht darauf das die Formung des Mondes ähnlich zur Erde keine geometrisch korrekte Kugel ist, sondern eher elliptisch geformt ist. Diese Angabe dient dazu, um sich die anderen betrachteten charakteristischen Daten besser vorstellen zu können und es gegebenenfalls in den Kontext von anderen Planeten einzuordnen.
2.1 Volumen
Das Volumen des Mondes beträgt 2,2 x 1010 km³ (BR Wissen 2019), welches ein Volumen von 22 Milliarden km3 entspricht. Die Größe des Volumens erscheint verschwindend gering, wenn man dieses in Relation mit dem der Erde oder anderen Planeten setzt. Verglichen mit der Erde besitzt der Mond nur 2% des Erdvolumens und macht somit nur einen Bruchteil vom Erdvolumen aus.
2.2 Masse
Die Masse des Mondes beträgt rund 7,35 x 1022 kg (BR Wissen 2019), welches 73,5 Trillionen t entspricht. Dies ist lediglich 1,25% der Erdmasse und wirkt damit auch gering. Die Masse wird zudem von der Dichte beeinflusst. Diese ist beim Mond um ein Drittel geringer als bei der Erde, daher entsteht auch der geringe Anteil verglichen mit der Erde. 1m3 Mondgestein wiegt 3,3 t und dies entspricht Zement auf der Erde.
2.3 Alter
Das Alter des Mondes wird auf circa 4,5 Milliarden Jahre geschätzt (BR Wissen 2019). Dieses Alter wurde mithilfe von Gesteinsanalysen verschiedener geologischer Institute durchgeführt und damit wurden auch Theorien widerlegt die besagten, dass der Mond deutlich jünger sei. Mit dem Nachweis des Alters steht fest, das der Mond, geologisch gesehen, kurz nach der Erde entstanden ist. Wie und welche Theorien dahinter stecken werden im nächsten Kapitel behandelt.
3. Entstehungstheorien
Im folgenden Abschnitt werden die unterschiedlichen Theorien zur Entstehung des Mondes, die im Laufe der Erdgeschichte entstanden sind thematisiert. Lediglich werden jene Theorien behandelt, die auch einen wissenschaftlichen Hintergrund besitzen und nicht einzig und allein durch den Volksglauben entstanden.
3.1 Geschwistertheorie
Die Geschwistertheorie wurde 1944 von Carl Friedrich von Weizsäcker aufgestellt. Grundlage der Theorie bildet die Annahme, dass Erde und Mond einen gemeinsamen Ursprung haben und sich zeitgleich entwickelten (DLR e. V. o.J.). Allerdings weist die Theorie schon zu Beginn der Überlegungen Defizite auf. Zum einen kann widerlegt werden, dass beide Himmelskörper sowohl räumlich als auch zeitlich nah beieinander entstanden, da die Entwicklung beider unterschiedlich verlief. Der Unterschied in der Dichte und der Gehalt an leichtflüssigen Elementen ist zu groß als ,dass diese Theorie als plausibel gelten kann (Astronomiefreunde 2000 Waghäusel e.V. 2009).
3.2 Einfangtheorie
Die Einfangtheorie besagt, dass der Mond als Asteroid durch das All flog und mittels der Anziehungskraft der Erde „eingefangen“ wurde, daher stammt der Name der Theorie (DLR e. V. o.J). Anfang des 20. Jahrhunderts wurde diese Theorie zum Diskurs gestellt. Entstanden ist der Mond demnach aus einer solaren Ur-Wolke, die einen geringen Eisenanteil besessen haben soll. Durch die starke Anziehungskraft der Ur-Erde wurde der Asteroid zu einem Erdtrabanten. Eine plausible Erklärung für den hohen Drehimpuls des Erd-Mond-Systems liefert die Einfangtheorie, dennoch ist es problembehaftet, dass es zu keiner Kollision während des Prozesses des Einfangens kam. Laut wissenschaftlichen Berechnungen ist es ein unwahrscheinliches Ereignis, dass es keine Kollision gab und zudem wirkt sich die spezielle Flugbahn des Mondes negativ auf die Plausibilität der Theorie aus (Astronomiefreunde 2000 Waghäusel e.V. 2009).
3.3 Abspaltungstheorie
Die Abspaltungstheorie basiert auf der Annahme, dass aufgrund einer hohen Rotation der Ur-Erde sich der Mond als Art „Tropfen“ abgespalten hat (DLR e. V. o.J). Diese Theorie wurde durch den Sohn von Charles Darwin, Georg Darwin, im 19. Jahrhundert entwickelt. Die junge Ur-Erde rotierte demnach so schnell, dass sich am Äquator ein Tropfen des heißen Magmas ablöste durch die hohen Fliehkräfte. Dieser Tropfen wurde in die Umlaufbahn der Erde geschleudert und kühlte dort ab und es entstand der Mond. Plausibel wirken lässt die Theorie, dass die geringe Dichte des Mondes ähnlich ist wie die des Erdmantels (Astronomiefreunde 2000 Waghäusel e.V. 2009). Dann lässt sich, ebenfalls verglichen mit dem Erdmantelgestein, eine Gleichheit der Sauerstoffisotope feststellen. Außerdem ist mit dieser Theorie die Größe des Mondes gut begründbar. Kritik übt sich bereits an der hohen Rotation der Erde und der damit verbundenen Verlangsamung auf die heutige Geschwindigkeit. Wie die Erde so stark entschleunigt wurde ist fraglich. Außerdem würde der Mond, wenn er vom Äquator abgespalten worden wäre, sich demnach auch in der Äquatorebene um die Erde drehen (Astronomiefreunde 2000 Waghäusel e.V. 2009). Zudem wird mittels der Theorie nicht der hohe Unterschied im Gehalt von flüchtigen Elementen erläutert.
3.4 Kollisionstheorie
Die Kollisionstheorie ist die bis heute als am plausibelsten angesehene Theorie. Demnach war ein enormer Asteroid auf Kollisionskurs mit der sich gerade gebildeten Ur-Erde (DLR e. V. o.J). Der Zusammenstoß glich einem Streifschuss bei dem große Mengen an Material von der Erde aus dem Erdmantel sowie des Asteroiden in den Erdorbit befördert wurden (Hanslmeier 2015: S. 75). Hier bestätigt sich ebenfalls der Teil der Abspaltungstheorie, dass der Mond ein Teil des Erdmantels sein könnte. Der heutige Mond formte sich laut führenden Astrophysikern innerhalb einer kurzen astronomischen Zeitspanne aus den Trümmerteilen (Astronomiefreunde 2000 Waghäusel e.V. 2009). Mittels einer Simulation wurde das Szenario nachgestellt und die Größe des Asteroiden auf etwa die Größe des Mars festgelegt. Bei der Kollision wurde ein Teil der kinetischen Aufprallenergie in Wärme umgesetzt, sodass Erde und Asteroid kurzzeitig ähnlich hell wie die Sonne leuchteten. Teilweise verschmolzen Bestandteile des Impaktors und der Erde miteinander. Plausibel kann der Drehimpuls von Erde und Mond erklärt werden, da durch den Einschlag beides in Rotation gebracht wurde. Außerdem lässt sich die Größe des Mondes in Relation zur Erde erklären, da aus den entstandenen Trümmern sich der Mond bildete (Astronomiefreunde 2000 Waghäusel e.V. 2009). Des Weiteren wird der Orbit des Mondes durch diese Theorie nachgewiesen und erklärt, dass der Mond nicht in Äquatorebene die Erde umkreist. Kritik an dieser Theorie ist soweit nicht vorhanden, da sie in sämtlichen Bereichen logisch und schlüssig ist (Astronomiefreunde 2000 Waghäusel e.V. 2009). Aus diesen Gründen wird sie auch heutzutage als plausibelste Theorie zur Entstehungsgeschichte des Mondes angesehen.
4. Mond – spezifisch
Im folgenden Abschnitt wird genauer auf den Orbit des Mondes, die verschiedenen Mondphasen sowie die Eigenrotation eingegangen und die Frage geklärt, warum man nur eine Seite des Mondes sehen kann.
4.1 Orbit
Orbit oder auch Ekliptik wird die Umlaufbahn des Mondes um die Erde genannt. Es ist eine elliptische Bahn, die stark durch die Gravitationskräfte der Erde beeinflusst wird. Die Mondbahn verläuft um 18 Grad versetzt zur Äquatorebene und zudem ist diese um 5 Grad gegenüber der Bahn der Erde geneigt (De Boer, K.S. 2018) (Hanslmeier 2015: S. 52). Aufgrund des elliptischen Verlaufs ist der Mond mal nah und mal weiter von der Erde entfernt und erscheint dem Betrachter mal größer und mal kleiner. Dieses Phänomen wird bei Vollmond (s. Mondphasen) am stärksten verdeutlicht. Hierzu lässt sich eine Verbildlichung als didaktisches Mittel anbringen, zur verbesserten Vorstellung des Mondorbits.
4.2 Mondphasen
Video 1: Animation der Mondphasen.
Als Mondphasen wird die Änderung der Gestalt des Mondes am Nachthimmel bezeichnet (Planetarium Wolfsburg 2020). Wie auch die Erde, hat der Mond die Sonne als einzige Lichtquelle. Die Reflektion des Lichtes an der Mondoberfläche ist wahrzunehmen indem der Mond in unterschiedlichen Phasen erkennbar (Hanslmeier 2016: S.125f.). Die Mondphasen sind jeden Monat des Jahres verschieden, da der Mondmonat, die Dauer, die der Mond für eine Umrundung um die Erde braucht bei circa 29,53 Tagen liegt (Reichert 2020: S.28). Demnach wird kein Vollmond am beispielsweise 1.7 und 1.8 zu sehen sein.
Abb.2: Mondphasen. (eigene Darstellung nach Planetarium Wolfsburg 2020)
Die verschiedenen Mondphasen sind zum einen der zunehmende Mond, bei dem die beleuchtete Fläche von Nacht zu Nacht zunimmt (s. Abb. 2). Danach folgt der Vollmond, bei dem die beleuchtete Fläche maximal ist und eine komplette Hälfte des Mondes am Nachthimmel zu sehen ist (s. Abb. 2) (Planetarium Wolfsburg 2020). Danach folgt der abnehmende Mond, bei dem der umgekehrte Prozess verglichen mit dem abnehmenden Mond abläuft (s. Abb. 2). Darauf folgt der Neumond, die Phase, in der der Mond nicht zu erkennen ist, da die Rückseite angestrahlt wird, da er sich zwischen Erde und Sonne befindet (Planetarium Wolfsburg 2020). Der Neumond wird auch als Sonnenfinsternis, meist partiell, bezeichnet (Hanslmeier 2015: S. 52). Der Blick von der Erde aus richtet sich auf die selbe Seite, aber diese wird nicht durch die Sonne angestrahlt. Der Zeitdauer von einem Neumond bis zum nächsten wird Lunation genannt (Reichert 2020: S.29). Sonderfälle sind der Superneumond oder der bekanntere Supervollmond. Diese Phasen entstehen, wenn der Mond sich bei Neumond oder Vollmond an der erdnächsten Stelle in seiner Umlaufbahn befindet. Der Supervollmond erscheint als „vergrößerter“ Vollmond (Planetarium Wolfsburg 2020). Das Gegenteil dieser Phasen wird Minineumond oder Minivollmond genannt. Hier ist der Mond an seiner erdfernsten Stelle in seiner Umlaufbahn während der Neumond- oder Vollmondphase. An dieser Stelle lässt sich ein didaktisches Mittel der visuellen Darstellung einbinden, um die Mondphasen noch zu veranschaulichen und eine genaue Vorstellung zu geben. Durch scannen des QR-Codes wird eine animierte Darstellung der Mondphasen sichtbar.
(eigene Darstellung. Idee von: Reichert 2020: S.30)
4.3 Rotation
Video 2: Die gebundene Rotation.
Das Mysterium der „dunklen Seite des Mondes“ beschäftigt die Menschheit bis heute, obwohl die Frage durch Astronomen durchaus schon geklärt wurde und eine Erklärung naheliegend ist. Als der Mond entstand rotierte er um seine eigene Achse und dies schneller als es die Ur-Erde tat (Welt der Physik 2015) . Aufgrund von Gravitationskräften an den verschiedenen Punkten des unförmigen Mondes und der schnellen Eigenrotation kam es zur Entstehung von zwei „Beulen“, da der Mond zu Beginn aus flüssigem Gestein bestand. Dann erstarrte das Magma, bevor sich diese Beulen zurückbilden konnten.
Abb. 3: gebundene Rotation (Welt der Physik 2015)
Die Gravitationskraft der Erde zog, ähnlich zur Hebelwirkung, an diesen Beulen und bremste damit seine Rotation ab. Dieser Prozess ging so lange bis das heutige Ergebnis eintrat (Welt der Physik 2015). Der Mond dreht sich genauso schnell um sich selbst wie um die Erde (Hanslmeier 2015: S.60). Diese Form der Rotation wird gebundene Rotation genannt und führt dazu, dass nur eine Seite des Mondes von der Erde aus sichtbar ist (Welt der Physik 2015). Der Prozess der Kräfte kann mittels von Pfeilen verdeutlicht werden (s. Abb. 3).
5. Forschungsprojekt
Als Beispiel für ein aktuelles Forschungsprojekt ist das „Artemis program“ der NASA. Hintergrund für diese Mission ist die lange Zeit von 50 Jahren, die es her ist, dass ein Mensch den Mond betreten hat (NASA 2020: S.9f.). In den Folgejahren wurde mittels technischer Ausrüstung die Mondforschung weiter betrieben. Konkret soll hierbei die erste Frau sowie ein weiterer Mann zum Mond geschickt werden. Durch die amerikanische Regierung wurde festgesetzt, dass dies in den nächsten fünf Jahren geschehen soll. Somit ist der Plan der NASA dieses Vorhaben frühstens 2024 umzusetzen unter hinnehmbaren technischen Risiken. Es wird eher mit einem späteren Start in den späten 2020ern gerechnet. Diese Mission soll auch vorbereitend für eine bemannte Marslandung, die anschließend ablaufen soll. Diesbezüglich wird auch ein Lager auf dem Mond aufgeschlagen werden, wo die Astronauten dann einige Zeit leben werden. Das Forschungsprojekt soll der Wissenschaft einige weitere Erkenntnisse bringen, die dann eventuell auf andere Bestandteile des Sonnensystems übertragen werden (NASA 2020: S.33). Ziele, die für die Wissenschaft erreicht werden sollen, sind das Verstehen von planetaren Prozessen und damit verbundene Zyklen. Die Interpretation der Einschlagsgeschichte durch Meteoriten des Erde-Mond-Systems. Das Universum von einem einzigartigen Platz aus zu beobachten. Außerdem soll von der Mondoberfläche die historische Sonne erforscht werden. Dann sollen zahlreiche experimentelle Versuche in der lunaren Umgebung stattfinden (NASA 2020: S. 33). Mittels dieser gesetzten Ziele soll nicht nur der Mond weiter erforscht werden, sondern auch die Forschung rund um das Sonnensystem insbesondere für bevorstehende Marsmissionen vorangetrieben werden.
6. Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Thema des Erdtrabanten, unseres Mondes, durchaus sein „Forschungshoch“ hatte und vor allem im 20. Jahrhundert mit großem Interesse an dem Mond geforscht wurde, sodass sich Alter, Masse, Volumen und andere Charakteristika feststellen ließen. Zudem wurden von vielen Astrowissenschaftlern diverse Theorien zur Entstehungsgeschichte aufgestellt, die die unterschiedlichsten Ansätze aufwiesen. Von einem gemeinsamen Ursprung, eine Art ähnlicher Himmelskörper, über einen durch die Gravitation der Erde eingefangenen Asteroiden oder das der Mond ein „Tropfen“ der Erde sei bis hin zur heutig plausibelsten Theorie, die Kollisionstheorie. Der Mond weist einen individuellen Orbit um die Erde auf, der zu unterschiedlichen Mondphasen, von Neumond bis Vollmond führt. Außerdem wurden Fragen rund um die Rotation und die „dunkle Seite des Mondes“ geklärt.
Literatur
Abb. 1: Graphical Abstract zum Thema “Unser Mond – der Erdtrabant“. (Quellen: s.u. mit Hilfe der Kurzverweise. Zusätzlich: Charakteristika (o.A. o.J. https://www.pngegg.com/es/png-pcfka).
Abb. 2: Mondphasen. (eigene Darstellung nach Planetarium Wolfsburg (2020): Mondphasen. Im aktuellen Quartal.
Hanslmeier, A. (2015): Der Mond – Begleiter der Erde. In: Hanslmeier, A. (2015): Den Nachthimmel erleben. Springer Spektrum. Berlin, Heidelberg. S.51-81.
Hanslmeier, A. (2016): Die Mechanik des Himmels. In: Hanslmeier, A. (2016): Faszination Astronomie. 2 Aufl. Springer Spektrum. Berlin, Heidelberg. S. 125-139.
NASA (Hrsg.) (2020): Artemis Plan. NASA´s Lunar Exploration Program Overview.
Planet Wissen (2020): Die Geschichte der bemannten Raumfahrt.
QR-Code: eigene Entwicklung. Hinleitung zu: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Monddurchmesser#/media/Datei%3ALunar_libration_with_phase_Oct_2007.gif
Reichert, U. (2020): Das Supermond-Phänomen. Wie ein Begriff den Blick auf das Faszinierende verstellt. In: Urban, K. (Hrsg.) (2020): Der Mond. Von lunaren Dörfern, Schrammen und Lichtblitzen. Springer Verlag. Berlin. S.25-30.
Video 1: Animation der Mondphasen. https://www.youtube.com/watch?v=a_AoWNacyXE
Video 2: Die gebundene Rotation. https://www.youtube.com/watch?v=SlYRoFoQCfs
Welt der Physik (2015): Warum wir immer nur eine Seite des Mondes sehen.
Abb. 1: Graphical abstract zum Thema „Entstehung und Form der Erde“ (1) Lutgens, Tarbuck, Tasa 2016; 2) RheinlandPflaz Landesbibliothekszentrum (Hg.) (2017) ; 3) Leonello Calvetti, Shutterstock, zit. nach: Was ist Was (o.J.); 4) dkfindout! (o.J.); 5) Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung (o.J.))
Einleitung
Entstehungstheoriender Erde
Religiöse Entstehungsgeschichte – Schöpfungstheorie im Christentum
Gegenüberstellung der beiden Entstehungsansätze
Form der Erde
Antike Vorstellung der Erdgestalt– Die Erde ist kugelförmig.
Die Erde ist keine perfekte Kugel –Modell des (Rotations-) Ellipsoids
Die Erde ist kein exaktes Ellipsoid– das Geoid.
Aktuelle Forschungsprojekte zur Entstehungstheorie der Erde
Ursprung der Erde: Ein Vorschlag des ABEL-Modells (2016)
StarPlan-Group 2020: Eisisotopenanalyse zur Untersuchung des Ursprungs und der Entwicklung von Planetensystemen
Eine scheinbar simple, aber auch höchst komplexe Frage zugleich zum Thema ‚Entstehung und Form der Erde‘ ist die Frage, wie die Erde entstanden ist? Dazu gibt es zwei unterschiedliche, theoretische Ansätze, die einerseits eine allgemein anerkannte wissenschaftliche Theorie sowie andererseits die Theorie aus der religiösen bzw. christlichen Perspektive beinhaltet. Anschließend werden beide Theorien einander gegenübergestellt, um festzustellen, ob es Gemeinsamkeiten bzw. Aspekte beider Theorien, die im Einklang stehen und Unterschiede bzw. Widersprüche gibt.
Im nächsten Schritt stellt sich die Frage nach der Form der Erde, dabei geht es um das Verständnis und die Entwicklung bezüglich der menschlichen Vorstellung der Erdgestalt im zeitlichen Verlauf, die skizziert wird, von der Antike bis in die heutige Zeit. Beim Erforschen der Erdgestalt wurde früh angenommen, die Erde sei eine Kugel, doch welche Form die Erde nun tatsächlich hat, wird erst durch eine Vielzahl von Untersuchungen ersichtlich. Außerdem stellt sich die Frage, welche Mechanismen und Prozesse für die Form der Erde verantwortlich sind.
Ein letzter inhaltlicher Schritt ist es, aktuelle Forschungsprojekte aus den Jahren 2016 und 2020 vorzustellen, die anhand von Gesteins-, Sauerstoff- und Eisenisotopenanalysen Rückschlüsse über die Bildung der Erde ziehen und damit als neue wissenschaftliche Erkenntnisse gelten.
2. Entstehungstheorien der Erde
Bezüglich der Entstehung der Erde gibt es unterschiedliche Ansichten von verschiedenen Disziplinen und Teilbereichen, doch die allgemein anerkannten Theorien stammen aus der Wissenschaft sowie aus dem menschlichen Glauben an die Religion. Deswegen wird es zunächst um die allgemein anerkannte Theorie des Urknalls gehen (vgl. Faust et al. 2017:1) und dann um die Sichtweise der christlichen Schöpfungsgeschichte durch Gott (vgl. National Academy of Science 1999: 7).
2.1.Wissenschaftliche Entstehungstheorie – Die Theorie des Urknalls
Mit dem Urknall vor 13,7 Mrd. Jahren resultiert aufgrund einer Explosion im Weltall die Entstehung des Universums, wobei sich Energie, Kräfte und Materie auf diesen Raum mit sehr hoher Dichte ballen, sodass dieses Ereignis als Anfang von Zeit, Raum und Materie bezeichnet wird (vgl. Faust et al. 2017: 1). Seitdem ist wissenschaftlich erforscht, dass sich das Universum gleichmäßig ausdehnt, dabei kommt es zum Verdichten von kosmischen Gasen, was zur Herausbildung von Galaxien und Sternen führt (vgl. Grotzinger & Jordan 2017: 216) (Abb. 2). Der wichtigste Zeitintervall im Bestehen des Universums in 13,7 Mrd. Jahren ist die Zeit um ca. 4,56 Mrd. Jahre vor heute, das Hadaikum (vgl. Rothe 2019: 98), als das Sonnensystem und seine um die Sonne kreisenden Planeten entstanden (vgl. Grotzinger & Jordan 2017: 216). Der Philosoph Immanuel Kant ist es, der mit seiner Nebular-Hypothese 1755 einen Entwurf zur Entstehung der Planeten des Sonnensystems aufstellt, wobei diese von anderen Wissenschaftlern ausgearbeitet und erweitert wird (vgl. Faust et al. 2017: 1). Diese Hypothese besagt, dass aufgrund einer kreisenden Staub- und Gaswolke das Sonnensystem entsteht (Abb. 2), wobei Astronomen viele solcher Wolken entdecken und als nebulae bezeichnen (vgl. Grotzinger & Jordan 2017: 216f.).
Diese sich kreisende, diffuse Staub- und Gaswolke zieht sich durch wechselseitige Massenanziehung zusammen (vgl. Ebd). Durch dieses Zusammenziehen entsteht eine Rotation, die immer schneller wird, sodass die nebulae immer mehr abflacht und eine scheibenförmige Gestalt annimmt (siehe Abb. 2), die als Sonnennebel bezeichnet wird (vgl. Ebd.: 217). Daraus bildet und reichert sich die Urform der Sonne an (vgl. Ebd.: 217). Das scheibenförmige Abflachen des Sonnennebels hat eine Temperaturzunahme in der Scheibenmitte zur Folge, sodass es dort zur größeren Materialansammlung kommt (vgl. Ebd.: 217f.). Die Scheibe kühlt sich nach ihrer Entstehung ab, wodurch die Gase ihren Aggregatzustand in flüssig oder fest ändern, was als Kondensation bezeichnet wird (vgl. Ebd.: 218). Aufgrund der Massenanziehung entstehen immer größere Aggregate bis kilometergroße Stoffklumpen oder auch sogenannte Planetesimale vorhanden sind (vgl. Ebd.: 218). Das Zusammenstoßen der Planetesimale untereinander führt zur Verknüpfung dieser miteinander, sodass Figuren, so groß wie der Mond, entstehen können (vgl. Ebd.: 2018). In der letzten Phase der extremen Kollisionen der Planetesimale, heften sich die größten Körper, die eine höhere Massenanziehung aufgrund ihrer Größe aufweisen, mit dem Rest der Planetesimale an, sodass am Ende nur noch 8 Planeten übrigblieben, die heute Teil des Sonnensystems sind, wobei ihre primäre Entstehung in nur 10 Mio. Jahren erfolgt ist, was aus geologischer Sicht kurz ist (vgl. Ebd.: 218). Die Planeten, die in der inneren Sonnenumlaufbahn liegen, wie Merkur, Venus, Erde und Mars bestehen überwiegend aus Silikatmineralien, die Voraussetzung für die Gesteinsbildung sind sowie aus Schwermetallen wie Nickel und Eisen, wobei die äußerem Planeten Saturn, Jupiter, Uranus und Neptun aus Gas bestehen (vgl. Ebd.: 218).
Die Erde ist in ihrem Anfangsstadium, 100 Mio. Jahre nach der Erdbildung (vgl. Grotzinger & Jordan 2017: 19), von heftigen Bombardierungen einer Vielzahl von Planetesimalen und Meteoriten betroffen (Abb. 2), die aus kleinen Bestandteilen von Asteroiden aus dem Asteroidengürtel stammen, wodurch beim Einschlagen dieser Himmelkörper viel kinetische Energie (Bewegungsenergie) freigesetzt wird, die in Wärme transformiert wird und zum Aufschmelzen der Erdoberfläche führt (Video 1), was als Magmaozean (Abb. 2) bezeichnet wird (vgl. Ebd.: 220) im Archaikum (vgl. Rothe 2019: 98) . Bei abnehmenden Temperaturen verfestigen sich diese Bereiche, sodass Kontinentbestandteile entstehen zwischen dem Proterozoikum bis ins Mesozoikum (vgl. Rothe 2019: 98), die durch Regen aus der Uratmosphäre abgetragen werden und sich so zu Sedimenten differenzieren (Video 1) (vgl. Ebd.: 99). Die Schmelzen zwischen den Kontinentteilen sind von Bewegung gekennzeichnet, die man als Deckeltektonik bezeichnet, diese drückten das neue granitähnliche Sediment mit Gesteinskörpern zusammen und verknüpften es, wodurch sich die heutige Erde zu formen beginnt (Video 1) (vgl. Ebd.). Die ersten Sedimente bzw. Schollen formen sich zu Urkontinenten, die im Laufe der Zeit immer wieder zerfallen und deren Bruchteile sich zu neuen Urkontinenten zusammensetzten (vgl. Ebd.). Aus den Bruchstücken des Urkontinent Pangäa (Video 1), der sich von 220 Mio. Jahren bildete, bestehen unsere heutigen Kontinente (vgl. Ebd.). Weitere Mechanismen ließen im Laufe der Jahrmillionen Wasserozeane (Abb. 2) und eine Atmosphäre entstehen, wie wir sie heute kennen, sodass die Voraussetzungen für Leben geschaffen wurde (vgl. Ebd.: 100).
Abb. 2: Die Entstehung der Erde (Lutgens, Tarbuck, Tasa 2016)
Video 1: Wie die Erde sich formte (Da Vinci TV 2019)
2.2.Religiöse Entstehungsgeschichte – Schöpfungstheorie im Christentum
Viele Menschen, auch manche Wissenschaftler gehen davon aus, dass die verschiedenen Prozesse, die zur Bildung von Universum, Galaxien, Sonnensystem und ihrer Planeten führen, durch eine höhere, göttliche Instanz geschaffen wurden (vgl. National Academy of Science 1999: 7). Dieser Glaube ist als Kreationismus oder Schöpfungswissenschaft zu bezeichnen und kann aus verschiedenen Gesichtspunkten betrachtet werden (vgl. Ebd.). Vor allen wissenschaftlichen Theorien rund um die Entstehung der Erde gibt es die Schöpfungsgeschichte, auf Basis der ersten drei Genesiskapitel der Bibel und dem Buch der Offenbarung sowie kirchlichen Schriften (vgl. Stanford Encyclopedia of Philosophy Archive 2017). Dabei meint Kreationismus den Glauben, dass das Universum, die Erde, das Leben und die verschiedenen Lebensformen aus dem Nichts von Gott erschaffen wurden (vgl. Encylopaedia Britannica 2020).
Es gibt zwei verschiedene Ansichten bezüglich des Erdalters im Christentum, denn nach dem Young Earth Creationism (Schüler 2017: 328) nehmen dessen Befürworter an, die Erde wurde in sechs Tagen von Gott geschaffen und sehen die Bibel wortwörtlich als wahre Schöpfungsgeschichte an, sodass anhand von Datierungen des Alten Testaments und dem Verständnis wichtiger christlicher Personen die Erde ca. 6000-10000 Jahre alt ist (vgl. Schüler 2017: 328). Nach der Sichtweise der jungen Kreationisten wird die Erde mit festen Landmassen, ersten Pflanzenarten und Ozean am dritten Tag der sechstägigen Schöpfung geformt und erst am vierten Tag entsteht Sonne, Mond und Sterne (vgl. Musharraf 2017: 7). Diese Theorie steht dabei im Einklang mit der biblischen Schöpfungslehre (vgl. Stanford Encyclopedia of Philosphy Archive 2017), weil die Tagesdauer im Alten Testament mit dem Wort yom (Ham 1987) als ein Tag-Nacht-Zyklus zu betrachten ist, also dem heutigen Verständnis eines Tages entspricht (vgl. Ham 1987).
Andere Christen jedoch, versuchen das wissenschaftliche Alter der Erde mit der Schöpfungsgeschichte in Einklang zu bringen, sodass dieser Ansatz als Old Earth Creationism (Schüler 2017: 328) bezeichnet wird (vgl. Ebd.). Sie nehmen an, dass Gott alles erschafft, aber verstehen die Genesis aus der Bibel nicht wortwörtlich als Schöpfungsgeschichte der Erde, da sie Untersuchungen und Beweise für das Alter der Erde akzeptieren (vgl. Encylopaedia Britannica 2020). Ein zentraler Grund dafür, dass die Tagesdauer in der sechstägigen Schöpfungsgeschichte der Erde als eine unbestimmte lange Periode von den Befürwortern der alten Erde angesehen wird, ist, dass wissenschaftlich belegt wurde, dass die Erde 4,56 Mrd. Jahre alt ist (vgl. Ham 1987).
Weil die beiden Ansichten hinsichtlich des Erdalters so unterschiedlich sind, versucht die Theory of Intelligent Design (Breitbart 2005: 167) eine unbestimmte intelligente Instanz für die Mechanismen der Erdentstehung und Lebensentwicklung verantwortlich zu machen, sodass die wissenschaftliche Urknalltheorie und die Schöpfung durch einen Gott nicht widersprüchlich sind, wobei die unbestimmte Instanz nicht Gott im religiösen Sinne sein muss, sondern auch eine natürliche Kraft oder ein Mechanismus, der bis heute unbestimmt ist (vgl. Breitbart 2005: 167).
2.3. Gegenüberstellung der beiden Entstehungsansätze
Werden die beiden theoretischen Entstehungsansätze der verschiedenen Disziplinen einander gegenübergestellt, wird ersichtlich, dass sich in der religiösen Schöpfungsgeschichte schon die verschiedenen Ansichten der Christen hinsichtlich des Erdalters unterscheiden (vgl. Musharraf 2017: 3). Die jungen Kreationisten glauben an eine junge Erde, die auf mindestens 6000 und maximal 15000 Jahre geschätzt wird, wohingegen die alten Kreationisten die wissenschaftlichen Erkenntnisse hinsichtlich des Erdalters akzeptieren und ihr Verständnis an entsprechenden Stellen in der Bibel veranschaulichen (vgl. Ebd.: 4). Doch in den drei Genesiskapiteln der Bibel wird nur von einer sechstägigen Schöpfung berichtet und dem siebten heiligen Ruhetag (vgl. Ebd.), sie enthält aber keine Aufzeichnungen zur detaillierten Bildung, der Form oder dem Alter der Erde (vgl. Stanford Encyclopedia of Philosophy Archive 2017). Wie lange die Dauer eines Tages der sechstägigen Schöpfung ist, ist unterschiedlich interpretierbar, jedoch wird im Alten Testament das hebräische Wort yom für ‚Tag‘ verwendet, wobei junge Kreationisten es darin als ein Licht-Dunkelheit-Zyklus zeitlich skalieren, in dem Tag und Nacht gibt durch die Erdrotation um die eigene Achse (vgl. Ham 1987). Diese Interpretation widerspricht der, der Befürworter der alten Erde, da sie einen Tag der Schöpfung eine unbestimmte Dauer von Milliarden, Millionen oder Tausenden von Jahren zuschreiben, den Tag als symbolisch verstehen und somit die wissenschaftlichen Erkenntnisse bezüglich des Erdalters nicht ausschließen (vgl. Ebd.).
Geologisch konnte bestimmt werden, dass das Sonnensystem und die Erde sich vor 4,568 Mrd. Jahren bildeten (vgl. Wood 2011: 40). Es ist also deutlich, dass der Yonung earth creationism mit dieser Annahme nicht in Einklang gebracht werden kann und auch die sechstägige Schöpfung der Erde usw. durch Gott in beiden christlichen Ansichten, entspricht nicht der Millionenjährigen Formung der Erde, bis das Leben auf ihr möglich wurde, wie es aber wissenschaftlich nachgewiesen wurde (vgl. Musharraf 2017: 7ff.). Hier kann die Theory of Intelligent Design verwendet werden, um die religiöse und wissenschaftliche Ansicht auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen, indem eine undefinierte intelligente Instanz als Leiter der Mechanismen der Erdentstehung angesehen wird, dieser wird in der Schöpfungstheorie als Gott interpretiert und in der wissenschaftlichen Entstehungstheorie als Auslöser des Mechanismus für den Urknall, Solarnebel etc., sodass die Ansätze grob miteinander in Einklang gebracht werden können (vgl. Breitbart 2005: 167). Aber in der der USA z.B. führt diese Theorie nur zu einer größeren Kluft zwischen Kreationisten und Wissenschaftsbefürwortern (vgl. Breitbart 2005: 167).
Der Versuch die beiden theoretischen Ansätze auszusöhnen scheint mit jeder neuen wissenschaftlichen Erkenntnis zur Erdentstehung schwerer, doch trotz dem koexistieren beide Ansätze weiterhin nebeneinander, da die Wissenschaft laut Einstein nicht ohne Glauben an eine unpersönliche göttliche Instanz auskommt, weil es eben nicht für jede wissenschaftliche Erkenntnis über die Erdentstehung eine logische Erklärung gibt (vgl. Breitbart 2005: 169).
3.Form der Erde
Die Form der Erde war und ist umstritten, deswegen werden in den ersten drei Kapiteln der historische Verlauf und die Erkenntnisse über die Erdgestalt skizziert, um die Dauer der wissenschaftlichen Untersuchungen zur Form und den Erkenntnissen zu veranschaulichen. Im letzten Schritt soll es dann um die Prozesse und Mechanismen gehen, die der Erde ihre Form verleihen.
3.1.Antike Vorstellung der Erdgestalt– Die Erde ist kugelförmig.
Bereits in der griechischen Antike kommt es, wie heute unter Wissenschaftlern und Verschwörungstheoretikern, dazu, dass eine konfliktgeladene Diskussion unter den Kosmologen hinsichtlich der Form der Erde entfacht (vgl. Couprie 2018: 241). Viele griechische Berühmtheiten wie Thales, Diogenes, Laërtius, Hesiod, Anaximander und Pythagoras stellen die Annahme auf und versuchen zu belegen, dass die Erde eine kugelähnliche Form besitzt (Abb. 3) (vgl. Couprie 2018: 241). Jedoch gibt es auch Gegner hinsichtlich dieser Annahme wie Anaxagoras und Demokrit, die von einer flachen Erdgestalt (Abb. 3) ausgehen (vgl. Ebd.: 242). Diese argumentieren, dass beim Auf- und Untergehen der Sonne eine gerade anstatt eine gekrümmte Schattenlinie sichtbar ist, nämlich an der Position am Himmel, an der die Linie abgeschnitten ist, wenn die Erde aber kugelförmig wäre, müsste die Schnittlinie gekrümmt sein (vgl. Ebd.: 253). Aristoteles, einer der bekanntesten und anerkanntesten griechischen Philosophen, weiß von dieser Debatte und will sie beenden, indem er versucht Argumente für die Kugelform der Erde zu finden und einzubringen sowie damit gegen die vermeintlichen Beweise einer flachen Gestalt zu argumentieren (vgl. Ebd.: 242). Aristoteles versucht dabei theoretisch sowie empirisch zu argumentieren, wobei der Fokus stärker auf die empirischen Argumente liegt (vgl. Ebd.). Dafür bringt er überzeugende bis weniger überzeugende Argumente an wie, dass Mondfinsternisse ebenfalls eine Kugelform und einen kreisförmigen Schatten aufweisen bei genauster Beobachtung, wobei Aristoteles von dem Erdschatten ausgeht, jedoch wird eine Mondfinsternis erst durch das Licht der Sonne ausgelöst, sodass Phileas zur Erkenntnis kommt, dass nicht die Erde allein ein kugelförmiger Himmelskörper ist und sie außerdem nicht das Resultat von Finsternissen ist (vgl. Ebd. 243f.). Weiterhin wurde mit Sonnenfinsternissen und dem vermeintlichen Erdschatten, der durch die Zwischenschaltung eines transparenten Himmelskörpers entsteht, versucht die Kugelform der Erde empirisch zu belegen (vgl. Ebd.: 246ff.). Auch die Positionsänderung der Sterne, also wenn der Mensch durch Änderung seiner Lokalität nach Süden oder Norden nicht mehr dieselben Sterne sieht, wird als Argument für die Kugelform genannt, jedoch erkennt Aristotles nicht, dass die Sicht des Menschen auf den Himmel begrenzt ist (vgl. Ebd.: 246ff.). Weitere Argumente sind, dass bei Meeresschiffsfahrten nur der Schiffsmast sichtbar ist, nur bei Annäherung an eine Küste wird auch der Schiffsrumpf erkennbar, sodass Strabo, Aristoteles und viele andere Autoren und ähnliche Argumente nutzen, um die Kugelform der Erde zu belegen, wobei die Effektivität der optischen Perspektive dem entgegengesetzt werden könnte (vgl. Ebd.: 249). Die Zeitdifferenz als beobachtetes Phänomen zwischen Orten, die fast auf der gleichen geographischen Länge liegen, aber weit voneinander entfernt sind aufgrund anderer Breitenlagen, ist ein anderes Argument für die Kugelform, denn Cleomedes nennt beispielsweise, dass im östlichen Persien vier Stunden früher die Sonne untergeht als an der westlichen iberischen Halbinsel (vgl. Ebd.). Dem entgegen steht die Hauptthese bei Annahme einer flachen Erde, dass überall immer die gleiche Zeitzone herrscht (vgl. Ebd.). Ein weiteres empirisches Argument für die Kugelgestalt der Erde, dass in der Antike aber nicht weiter thematisiert wird, ist, dass es eine begrenzte Reichweite des Sonnenlichts gibt, außerdem leuchtet die Sonne in einer bestimmten Reihenfolge auf Teile der Erde in ihrem täglichen Umlauf um den Pol (vgl. Ebd.: 251). Es gibt noch eine Reihe weiterer, weniger überzeugender Argumente, die Aristoteles nennt, um die Kugelform der Erde zu untermauern, doch eins ist sicher, Aristoteles und viele Griechen haben bereits in der Antike recht mit ihren Annahmen, dass die Erde nicht flach, sondern kugelförmig sein muss, genau genommen ist die Erde ein abgeflachtes Rotationsellipsoid (vgl. Ebd.: 258). In der Antike und viele Jahrhunderte danach sind Aristoteles Argumente vernünftig und unwiderlegbar, obwohl viele seiner Argumente nicht ganz schlüssig sind (vgl. Ebd.). Er ist Eratosthenes, der schlussfolgert, dass die Erde kugelförmig ist mit dem Phänomen der unterschiedlichen Schattenlängen in den geographischen Breiten am Mittag, dass aus den im Boden zu astronomischen Zwecken eingesteckten Säulen hervorging, die Eratosthenes bei seiner bemerkenswerten und populären Berechnung des Erdumfangs nutzt, als er merkt, dass bei Sommersonnenwende in Alexandria mittags eine Säule einen Schatten wirft, während in Assuan die aufgestellte Säule (Gnom) gar keinen Schatten anzeigt (vgl. Ebd.: 247). So ermittelte er den Erdumfang mit einer Genauigkeit von 10% (vgl. Kirby 2018: 80).
Abb. 3: Flache oder runde Erde? (earth observatory, Weisberger 2019)
3.2.Die Erde ist keine perfekte Kugel – Modell des (Rotations-) Ellipsoids
Die Kugelform der Erde ist in den 1670er Jahren bereits umstritten, weil ältere Gradmessungen, die damals vorliegen, auf eine andere Form hinweisen (vgl. Rummel 2017: 19). Viele Forscher wie Eisenschmidt 1691, „Eratosthenes, Riccioli, Picard, Fernel und Snellius“ (Rummel 2017: 19) versuchen die Erweiterung der Achsen an den Polen anhand von Gradmessungen zu belegen (Abb. 4), doch erst die Physik liefert den entscheidenden Schritt, um von der kugelförmigen Erde zur Vorstellung eines Erdellipsoids (Abb. 4) zu kommen. Isaac Newton ist es, der auf Basis seiner Ergebnisse zur Hydrostatik sowie Gravitation ein physikalisches Modell der Erdgestalt aus seinem selbst aufgestellten Gravitationsgesetz entwickelt, sodass er 1687 durch Berechnungen ein Rotationsellipsoid erhält (vgl. Ebd.). Dieses kann als gleichwertiges Modell zur homogenen, liquiden sowie rotierenden Erdgestalt angesehen werden und vermerkt dazu eine zunehmende Beschleunigung der Schwerkraft vom Äquator aus zu den Polen (vgl. Ebd.). Verschiedene Berechnungen und Gradmessungen von Cassini, La Condamine etc. um 1740 zeigen an, dass ein an den Polen abgeflachtes Ellipsoid eine solide Annäherung an die Erdgestalt (Abb. 4) ist (vgl. Ebd.: 20). Im 18. Jahrhundert führen weitere Berechnungen und Gradmessungen an unterschiedlichen Orten der Welt zur ansteigenden Validierung und Präzision des Ellipsoids. Zu dieser Zeit und zukünftig wird dieser Vorgang auch Aufgabe der Landesvermessung (vgl. Ebd.: 22). In der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts ist es so, dass Grad- und Meridianbogenmessungen zu streuenden Ergebnissen führen, sodass „über den gravitativen Einfluss von ober- und unterirdischen „Störmassen“ (vgl. Ebd.: 23) debattiert wurde. Diese Problematisierung wurde Anfang des 19. Jahrhunderts. durch eine neue Annahme über die Erdform aufgelöst (vgl. Ebd.). Diese Reihe von Gradmessung lassen sich als ellipsoidische Epoche bezeichnen, außerdem führte die letzte Erdvermessung im Kontext dieser Zeitspanne zur Einheit von Längenangaben und -einheiten zumindest in Europa (vgl. Ebd.: 25). Ab dem 19.-20. Jahrhunderts wird es zur Bestimmung eines neuen Modells hinsichtlich der physikalischen Erdgestalt kommen (vgl. Ebd.: 26). Die Erde aus dem Weltraum betrachtet, sieht aus wie eine Kugel, wobei dies Resultat der durch Erdmasse erzeugten Schwerekraft ist (vgl. Stern und Weltraum 2002: 25). Das Ellipsoid kann als erste Annäherung an die Erde gesehen werden als rotierende Kugel, die an den Polen abgeflacht ist im Gegensatz zum Äquator (vgl. Li & Götze 2001: 1661), sodass es einen geringen Unterschied von Pol zu Pol mit 40 km kürzeren Durchmesser als am Äquator gibt, wobei die Erdrotation Auslöser der Polabflachung ist (vgl. Leys 2020).
Abb. 4: Form der Erde als Rotationsellipsoid (dkfindout! (o.J.))
3.3.Die Erde ist kein exaktes Ellipsoid– das Geoid.
Am Anfang des 19. Jahrhundert wird die ellipsoidische Gestalt der Erde immer mehr bezweifelt, weil es immer abweichendere Ergebnisse bei Grad-, Pendel- und Meridianbogenmessungen gibt im Sinne der Abflachungswerte und diese nicht mehr mit Messungsfehlern erklärbar sind (vgl. Rummel 2017: 27). Aufgrund dessen findet sich bei Laplace 1799 die Bemerkung, „dass die Erde sich sehr merklich von einer elliptischen Gestalt entferne“ (Ebd.). Zur Lösung dieses Konflikts werden viele unterschiedliche Methoden vorgeschlagen wie z.B. Vermeiden von lokalen Anomalien beim Auswählen von Punkten auf dem Gradnetz und das Verbessern dieser (vgl. Ebd.). Durch die weiteren Messungen und Abweichungen wird der Zweifel an der Kontinuität der Abflachung der Meridiane und an den Polen nur verstärkt, sodass 1806 der Astronom von Zach die These aufstellt, dass die Erde kein Ellipsoid ist, sondern eine ganz ungleichmäßige Form besitzt (Abb. 5) , deswegen sollten weitere Gradmessungen erfolgen, um diese Annahme zu bestätigen (vgl. Ebd.: 28). Aufgrund der Vielzahl und der Besserung von globalen Gradmessungen können mehr Ellipsoidmodelle berechnet werden, wobei Gauß und Legendre in den 1820ern bei über zwei Datensätzen die kleinsten-Quadrate-Methode zum Ausgleich entwickeln und verwenden, sodass Gauß 1821 die Erdgestalt als Geoid beschreibt (vgl. Ebd.: 35f.). Er bezeichnet die Erdoberfläche der Erde aus geometrischer Sicht als Fläche, die als Teil der Meeresoberfläche angesehen werden kann und die, die Schwerekraft an jeder Stelle vertikal schneidet, sodass das Rotationsellipsoid als einfaches Modell und das Geoid (Abb. 5) als annäherndes Modell der Erde gesehen werden kann (vgl. Ebd.: 37). Durch das Aufweisen eines Schalenaufbau der Erde, die aus festem innerem Kern, liquiden äußeren Kern und festen, jedoch plastisch verformbaren Mantel besteht, herrschen Schwerkraftanomalien sowie große Höhenunterschiede zwischen Ozean und Landmassen, sodass die Erdoberfläche deformierbar ist und Dellen aufweist, die geowissenschaftlich auf die „Dichteverteilung im Erdinneren und die damit in Verbindung stehenden physikalischen Prozesse“ (Stern und Weltraum 2002: 25) zurückzuführen sind. Das Geoid stellt eine Referenzoberfläche und Gleichgewichtsgestalt der Erde dar (Abb. 5), wie wenn ihre Oberfläche mit stillem Wasser bedeckt wäre (vgl. Ebd.). Aufgrund dessen wird das Geoid in der Landesvermessung als Normal Null für die Bestimmung topographischer Höhe genutzt (vgl. Ebd.: 25).
Abb. 5: Die Erde als Geoid.(Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung(o.J.))
3.4.Wodurch erhält die Erde ihre unregelmäßige Form?
Die Erde erhält ihre Form aus einer Vielzahl von Mechanismen und Prozessen, wie der natürlichen Schwer- bzw. Gravitationskraft, die auf der Erdoberfläche und in ihrem Inneren, die Erde prägen, außerdem weist die Erde eine unregelmäßige Form aufgrund der Höhenunterschiede im Relief auf (vgl. The european space agency o.J.). Die Erdrotation löst die Polabflachung aus, dazu ist die diskontinuierliche Dichteverteilung des Materials im endogenen Aufbau der Erde ebenfalls einen Grund für die Erdgestalt (vgl. Ebd.). Weitere Einflüsse, die aber geringfügiger sind, sind Grundwasser-, Erdöl-, und Mineralvorkommen sowie Meeresspiegelanstieg, topographische Veränderung im Relief wie z.B. Bewegung der Eiskappen, Vulkanausbrüche, Erdbeben etc. (vgl. Ebd.). Anhand von NASA-Satellitendaten wurde von Forschern festgestellt, dass die Form der Erde ebenfalls von großen und intensiven Klimaereignissen beeinflusst wird, wobei diese klimatischen Ereignisse die Veränderungen der Meere, Landmassen und veränderte Wassermengen, die in der Erdatmosphäre gespeichert sind, zum Resultat haben (vgl. NASA 2005). Vor allem Klimaereignisse wie der El Nino Southern Oscillation (ENSO) und Pacific Decadal Oscillation (PDO) wirken sich auf Wassermassen in Meer, Atmosphäre und Landmassen aus (vgl. Ebd.). Die Studie analysierte Neigung der Erde, die Abflachung an den Polen und die Erweiterung des Äquators mit einem SLR-Satelliten, wobei die daraus entnommen Daten anzeigen, dass es eine Umverteilung der Wassermassen in Meeren, Atmosphären und Landmassen gibt, die eine kleine Variation des Schwerefeldes auf der Erde zur Folge haben (vgl. Ebd.). Forscher der Vienna University of Technology haben die Auswirkungen der Atmosphäre auf die Form der Erde sowie Rotation und Schwerefeld der Erde untersucht und erkannt, dass der Luftdruck in der Atmosphäre bei Wetterereignissen mit Hochdruck die elastische Gestalt der Erde bis zu 2 cm variieren und beeinflussen kann, sodass sich so auch das Gravitationsfeld der Erde verändern könnte (vgl. Vienna University of Technology 2010). Letztendlich sind die größten Abweichungen von der Kugelform auf die Rotation sowie Schwankungen des Auftriebs der Erdoberflächen- und Innenschalen zurückzuführen (vgl. Anderson 2007: 62).
4.Aktuelle Forschungsprojekte zur Entstehungstheorie der Erde
Um einen Einblick in die aktuelle Forschung hinsichtlich der Erdentstehung zu erhalten (Abb. 6), werden zwei unterschiedliche Ansätze vorgestellt, die anhand von Gesteinsisotopenanalyse das ABEL-Modell (vgl. Ebisuzaki & Maruyama 2017: 253) sowie im Projekt der StarPlan-Group anhand von Eisenisotopen die Erdentstehung thematisieren (vgl. Bizzarro, Schiller, Siebert 2020: 1).
Abb. 6: Übersicht zu den Forschungsprojekte (Eigene Darstellung, zit. nach Bizzarro, Schiller, Siebert 2020: 1-7; Ebisuzaki & Maruyama 2017: 253-274)
4.1.Ursprung der Erde: Ein Vorschlag des ABEL-Modells (2016)
Das ABEL-Modell besagt, dass die Erde als Planet ohne Wasser geformt wurde bzw. als trockener Planet vor 4, 56 Milliarden Jahren aus Enstatit-Chondrit ähnlichem Material entstanden ist, ohne Ozean- und Atmosphärenvorkommen (Abb. 7) (vgl. Ebisuzaki & Maruyama 2017: 253). Nach der Erdentstehung kam es zu einer sekundären Akkumulation von biologisch-chemischen Elementen wie Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und Sauerstoff (O), deren Konzentration vor 4,37-4,20 Mrd. Jahren ihren Höhepunkt erreichte (vgl. Ebd.). Es liegt hier ein zweistufiges Erdentstehungsmodell vor (Abb. 7), dass von den Forschern dieses Projekts als Bioelementmodell bzw. ABEL-Modell bezeichnet wird, diese zwei Stufen bestehen dabei aus der Formation einer vollständig trockenen Erde und dem Aufkommen und Anreichern oxidierter Bioelemente (Stoffe bzw. Wasserbestandteile) sowie dem daraus resultierenden ABEL-Angriffen bzw. Bombardierungen (Abb. 7) der Erde vor 4,37-4,20 Mrd. Jahren aus dem All, die eine Atmosphären und einen Ozean auf der Erde erzeugten (vgl. Ebd.: 261). Außerdem liefert das ABEL-Modell, was Advent of bio-elements bedeutet, mit der ABEL-Bombardierung eine Ursache für die Entwicklung der stagnierenden Deckeltektonik zur Plattentektonik (vgl. Ebd.) Die ABEL-Bombardierung kann dabei als über 170 Mio. Jahre anhaltender, explosiver Angriff auf die Erde bzw. Protoerde mit kohlenstoffhaltigem Chondrit während einer Gravitationsstreuung von drei großen Gasplaneten vor 4,37 Mrd. Jahren angesehen werden, wodurch die Bioelemente auf Erde gekommen sind (vgl. Ebd.: 2601) und Asteroidenmaterial tief in Erdinnere einarbeitete (vgl. Ebd.: 270).
Abb. 7: Die zweistufige Bildung der Erde. (Ebisuzaki & Maruyama 2017: 256)
4.2.StarPlan-Group 2020: Eisenisotopenanalyse zur Untersuchung der Planetenentwicklung
Der Forschungsschwerpunkt des dänischen Forschungsprojekts liegt auf den Ursprung und der Entwicklung terrestrischer Planeten sowie der zeitlichen Abfolge der Prozesse zur Planetenentstehung (vgl. Globe Institut Kopenhagen 2020). Die Dynamik der Mechanismen der Planetenbildung soll durch Eisenisotopenanalysen und ihren Ergebnissen dargestellt werden (vgl. Ebd.).
Die unterschiedlichen Isotope von Himmelskörpern des Sonnensystems skizzieren eine Vorstellung über die Entstehungsgeschichten der Planeten unserer Galaxie (vgl. Bizzarro, Schiller, Siebert 2020: 1). Es geht bei der Untersuchung des Forschungsprojekts hauptsächlich um die Zusammensetzung von nukleosynthetischen Eisenisotopen unterschiedlicher Meteorite, sodass ersichtlich wird, dass nur kohlenstoffhaltiges Cl-Chondrit Material als Hauptbestandteil terrestrischer Planeten zu charakterisieren ist (vgl. Ebd.). Die Forschungsgruppe nimmt an, dass die Formation der Planeten in Intervallen stattfindet, von der Bildung fester Planeten in Marsgröße bis hin zur Differenzierung des inneren Aufbaus dieser, sodass es auf der Erde zum Vorkommen von Wasser kam (vgl. Ebd.). Die Kollision von Planetesimalen wird von den Forschern dabei als Mechanismus der Planetenbildung und des -wachstums angesehen, wobei anhand von Eisenisotopenanalyse eine Eisensignatur der untersuchten Art nur im Erdmantel zu finden ist, die für die Untersuchung von StarPlan von Bedeutung ist (vgl. Ebd.: 5). Es werden 70% dieses Eisenvorkommens aufgrund eines Cl-Chondrit-Meteoriten vermutet, der auf die Urform der Erde eingeschlagen ist (vgl. Ebd.).
5.Fazit
Zusammenfassend und abschließend kann die Entstehung der Erde mit dem Urknall erklärt werden, denn durch diesen ist das Universum entstanden und hat den Prozess der Erdentstehung Milliarden Jahre später eingeleitet. Diese wissenschaftliche Theorie ist allgemein anerkannt und wissenschaftlich fundiert, sodass sie mehr Aussagekraft als die religiöse Schöpfungstheorie besitzt, denn von einer sechstägigen Schöpfung im Sinne von den 24h-Zyklus eines Tages, die wir kennen, ist nicht auszugehen. Die theory of Intelligent Design ist eine Option, die Schöpfungstheorie und wissenschaftliche Theorie aufeinander abstimmen und gegenüberstellen zu können, ohne einen vollkommenen Widerspruch aufzustellen, doch sie verschärft auch die Kluft zwischen religiösen und wissenschaftlichen Befürwortern. Die Form der Erde entspricht grob gesehen einer Kugel, wie bereits in der Antike schon festgestellt und versucht wurde, zu belegen. Die Vielzahl der Gradmessungen führt im zeitlichen Verlauf zur Feststellung einer ellipsoidischen Form der der Erde, da erkannt wurde das der Polradius kürzer ist als der Radius der Erde am Äquator. Beim Versuch verschiedener Wissenschaftler den Abflachungswert der Erde auf einen Standardwert zu bringen, kommt es immer wieder zu streuenden Ergebnissen, sodass die Erkenntnis aufkommt, die Erde hat eine unregelmäßige Form, die man mit dem Geoid näherungsweise versucht zu beschreiben und visualisieren. Die zwei Forschungsprojekte zeigen anhand von verschiedenen Isotopenanalysen an, wie die Erde genau entstanden ist, wobei die einzelnen Schritte der Entstehung durch die Untersuchungen von Isotopen versucht werden zu belegen. Das vorliegende Themenkonzept beantwortet die in der Einleitung und Motivation aufgestellten Fragen.
6. Literaturverzeichnis
Anderson, D.L. (2007): The shape of the Earth. In: Cambridge Press (Hg.): New Theory of the Earth. New York: 62-72.
Bizzarro, M.; Schiller; Siebert, J. (2020): Iron isotope evidence for very rapid accretion and differentiation of the proto-Earth. In: Science Advances 6: 1-7. doi: 10.1126 / sciadv.aay7604 [14.12.2020]
Musharraf, M. N. (2017): Age of earth and evolution – Can religion and science reconcile? In: Australian Journal of Humanities and Islamic studies research (AJHISR) 3 (2): 1-12. https://www.researchgate.net/publication/319234577 [16.12.2020]
National Academy of Science (1999): Science and Creationism: A View from the NationalAcademy of Sciences. 2. Aufl., Washington DC.http://www.nap.edu/catalog/6024.html [17.12.2020]
Rothe, P. (2019): Unsere Erde, Von ihrer Entstehung bis zur Plattentektonik. In: Klempt, E. (Hg.): Explodierende Vielfalt. Wie entsteht Komplexität. Bonn: 97-107.
