Geografie-PHZH | 3: Geologie (Endogene Prozesse)

Die Urknalltheorie von Edwin Powell Hubble (1929) geht von der Annahme aus, dass vor ca. 20 Milliarden Jahren praktisch die gesamte Masse des Universums in einem einzigen Punkt mit sehr hoher Dichte und Temperatur konzentriert war. Diese Materie wurde durch eine Explosion, die als Urknall (Big Bang) bezeichnet wird, vor etwa 13,7 Milliarden Jahren auseinandergetrieben und stellt seither unser Universum (Kosmos, Weltall)' also die Gesamtheit der Sterne und Sternsysteme (Galaxien), dar.

Durch die Ausdehnung des Universums sank dessen Temperatur, und aus den Elementarteilchen bildete sich eine kugelförmige, langsam rotierende Wolke aus Gas und Staub, der solare Urnebel. Aus diesem Urnebel entstand später unser Sonnensystem.

Im solaren Urnebel zogen durch die Gravitationskraft die grösseren Massen die kleineren Materieteilchen an sich, was die gesamte Wolke in eine immer schnellere Rotation versetzte. Durch die raschere Rotation flachte die Gasund Staubwolke zu einer Scheibe ab. Durch die Massenanziehung strömten 99,9% der Materie des Sonnensystems zum Zentrum. Die Protosonne entstand.

Der Rest der Gas- und Staubscheibe um die Protosonne herum und viele Gase kondensierten oder gingen in einen flüssigen oder festen Aggregatzustand über. Diese Teilchen bildeten durch die Gravitation allmählich die heute acht bekannten Planeten unseres Sonnensystems. Auf diesen Zeitpunkt (vor 4,6 Milliarden Jahren) wird die Entstehung unseres Sonnensystems und damit auch der Erde festgesetzt.

Die Erde war zunächst ein homogener Planet, der im Inneren in allen Tiefen ungefähr die gleiche stoffliche Zusammensetzung aufwies.

Nach heutigem Verständnis haben zunächst drei Prozesse die Erde aufgeheizt, die die heute noch vorhandene geothermische Energie (Erdwärme) im Erdinneren erklären:

1. Bei Einschlägen von Meteoriten wandelte sich deren Bewegungsenergie in Wärme um.

2. Das Eigengewicht der Erde komprimierte sie auf ein geringeres Volumen, was im Inneren zu Druckerhöhung und zu Erwärmung führte. Entstehung des Sonnensystems und der Erde

3. Radioaktiver Zerfall von Atomen im Erdinneren setzte Teilchen und Strahlung frei, die vom umgebenden Material absorbiert wurden und es erwärmten.

Mit der zunehmenden Erwärmung setzte ein gewaltiger Schmelzprozess im Erdinnern ein und löste die Bildung des Erdinneren aus: Die schwersten Komponenten (Eisen, NickeL) sanken ins Zentrum ab, und leichteres Material stieg an die Oberfläche auf, kühlte sich dort ab und bildete eine erste Kruste. Als Folge weist die Erde heute einen schalenförmigen Aufbau auf, mit einem dichten Kern aus Eisen, einer Kruste aus leichtem Gesteinsmaterial und dazwischen einem Mantel aus den übrigen Materialien.

Für die Entstehung der Ozeane und der Atmosphäre existieren zwei Erklärungen. Einige Geologen vermuten, dass in der frühen Geschichte der Erde zahlreiche Kometen die Erde trafen. Die Kometen enthielten Wasser, Kohlendioxid und andere Gase und konnten damit die frühen Ozeane und die erste Atmosphäre bilden.

Eine andere Erklärung geht davon aus, dass ursprünglich Wasser und verschiedene Gase in bestimmten Mineralien eingeschlossen waren. Als das Erdinnere aufschmolz, wurde,n Wasserstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und andere Gase freigesetzt und mit dem Magma an die Oberfläche verfrachtet, wo sie über Vulkane an die Erdoberfläche gelangten.

Die Erdkruste macht nur 0,7% der gesamten Erdmasse aus und wird in zwei Typen unterschieden:

Die «kontinentale Kruste» im Bereich der Kontinente und des Schelfs ist mächtiger und leichter (geringere Dichte) als die «ozeanische Kruste» im Bereich der Ozeane.