Ohne die Atmosphäre wäre ein Leben auf der Erde nicht möglich, denn sie stellt unsere Lufthülle dar. Dadurch können Mensch und Tier atmen, doch auch die Pflanzenwelt braucht die Atmosphäre unseres Planeten. Was die zweite Haut des blauen Planeten noch so kann, wie sie entstanden ist und warum sie uns blau erscheint, erfährst Du in diesem Beitrag! Und falls Dich gerade die letzte Frage interessiert, kannst Du Dich auf ein spannendes Experiment freuen, in dem wir dem Blau des Himmels auf den Grund gehen.
Was versteht man unter der Atmosphäre?
Unter der Atmosphäre verstehen wir die Lufthülle, die sich um unsere Erde spannt. Ohne sie wäre kein Leben auf unserem blauen Planeten möglich. Denn unter den verschiedenen Gasen, die sich in dieser Hülle befinden, ist unter anderem Sauerstoff. Den brauchen wir Menschen und Tiere zum Atmen. Aber auch Kohlendioxid ist ein Teil dieser Luft, das wiederum von den Pflanzen benötigt wird. Wasser befindet sich ebenfalls in einer Schicht der Atmosphäre, nämlich in Form von Wolken. Eine andere Schicht, die Ozonschicht, schluckt die für uns schädliche ultraviolette UV-Strahlung der Sonne. Du siehst: Ohne die Atmosphäre sähen wir ganz schön alt aus!
Wie ist die Atmosphäre entstanden?
Die Erdatmosphäre war längst nicht immer so lebensfreundlich wie heute! Die Uratmosphäre bestand aus Wasserstoff und Helium. Die Erdanziehungskraft reichte da aber noch nicht aus, weswegen die Uratmosphäre durch die Sonnenwinde fortgeblasen wurde.
Einige Zeit später erhitzte sich die Erde sehr stark. Durch den Ausstoß vieler Gase aus ihrem Inneren entstand eine neue Atmosphäre aus Stickstoff, Methan, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasserdampf. Pausenlos regnete es auf die heiße Erdoberfläche nieder.
Erst vor 3,5 Milliarden Jahren hat sich unsere Erde so weit abgekühlt, dass sich das Wasser auf ihr sammeln konnte und Ozeane entstanden. Der Regen spülte auch das Kohlendioxid und den Schwefel aus der Atmosphäre. Aus dem hauptsächlich übrig gebliebenen Stickstoff bildete sich der erste Sauerstoff und damit die Ozonschicht. Unter Wasser betrieben winzigkleine Bakterien hingegen zum ersten Mal Photosynthese, woraus als Abfallprodukt ebenfalls Sauerstoff entstand.
Dieser reicherte sich eine ganze Weile zunächst im Wasser der Meere an, bevor er als Abgas in die Atmosphäre aufsteigt. Das erste Leben an Land entwickelte sich, da ihm nun Sauerstoff zum Atmen zur Verfügung stand. Doch erst vor etwa 200 Millionen Jahren erreichte die Luft den Sauerstoffgehalt, den sie auch heute noch in sich trägt.
Warum ist der Himmel blau?
Diese Erscheinung ist mit dem Rayleigh-Phänomen leicht zu erklären. Auf ihrem Weg zur Erde durchdringen die Sonnenstrahlen die Atmosphäre. Dabei werden die Lichtstrahlen durch die Sauerstoff- und Stickstoffteilchen abgelenkt und gestreut. Jede Farbe hat dabei eine andere Wellenlänge, sodass die Streuung unterschiedlich ist. Steht die Sonne hoch am Himmel, ist der Weg, den ihr Licht durch die Atmosphäre zurücklegen muss, relativ kurz. So kommt es hauptsächlich zur Streuung von blauem Licht und das verursacht wiederum den blauen Farbton des Himmels am Tage.
Weshalb ist die Atmosphäre für die Menschheit so wichtig?
Ohne die Atmosphäre wäre kein Leben auf unserer Erde denkbar. Denn sie erfüllt viele wichtige Funktionen für Mensch, Tier und Pflanzenwelt. So liefert sie uns Sauerstoff und Kohlendioxid. Doch die Atmosphäre schützt uns noch auf unzähligen weiteren Wegen. Dazu gehören unter anderem:
- Der Schutz vor tödlicher Strahlung aus dem Weltall.
- Die Filterung von UV- und Röntgenstrahlung der Sonne.
- Das Durchlassen des lebensnotwendigen Sonnenlichtes auf die Oberfläche von Kontinenten und Ozean.
- Die Erzeugung von Wind durch den Austausch zwischen unteren und oberen Luftschichten in der Lufthülle.
- Der Schutz des Planeten vor zu schneller Auskühlung oder Überhitzung.
Außerdem sorgen die in der Atmosphäre vorhandenen Treibhausgase dafür, dass die Durchschnittstemperatur bei 15 °Grad, und nicht bei minus 18 °Grad, liegt (vgl. Lubos Kohoutek, 2010). Andernfalls wäre es dauerhaft frostig kalt bei uns mit viel Schnee. Keine besonders einladende Vorstellung, nicht wahr? Du siehst also: Die Atmosphäre macht das Leben auf der Erde erst möglich. Wir müssen sie also unbedingt schützen! Zum Zusammenspiel von Atmosphäre und Klima forscht auch die Uni Augsburg.
Schon gewusst?
Im Jahre 1985 wurde das erste Ozonloch seit der Entstehung der Atmosphäre von britischen Forschern über dem Südpol entdeckt. Untersuchungen ergaben, dass sich das Ozonloch über der Antarktis langsam verkleinert und die Ozonschicht wieder dicker wird. Forscher gehen sogar davon aus, dass sich die Ozonschicht bis Mitte des Jahrhunderts vollständig erholen könnte.
Versuch zur Entstehung der Atmosphäre
Na, Du Weltraumforscher:in? Hast Du jetzt Lust auf einen coolen Versuch, bei dem wir der blauen Farbe des Himmels noch etwas genauer auf die Spur kommen? Dann haben wir genau das richtige Experiment für Dich im Angebot! Das Beste daran: Du benötigst ausschließlich Sachen, die Du eh zu Hause hast. Perfekt für‘ s Homeschooling also!
Die Atmosphäre ist die Lufthülle unseres blauen Planeten und ermöglicht Mensch, Tier und Pflanzenwelt, auf ihr zu leben. Seit ihrer Entstehung schützt sie unsere Erde wie ein Kokon, denn ohne sie würden eisige Temperaturen herrschen, wir hätten keine Luft zum Atmen und wären tödlicher Strahlung ausgeliefert. Leider leidet sie auch maßgeblich unter dem Klimawandel, weswegen Du und ich und alle anderen uns unbedingt verantwortungsbewusster und umweltfreundlicher verhalten müssen, um die Atmosphäre zu schützen. Denn damit schützen wir auch uns selbst, unsere Kinder und Enkelkinder!
Literatur
Kohoutek, Lubos (2010): Unser Lebensraum in Gefahr. Die Atmosphäre der Erde, Frankfurt am Main.
Roedel, Walter (2013): Physik unserer Umwelt. Die Atmosphäre, 3. Auflage Heidelberg.
FAQs – Atmosphäre einfach erklärt
Die Atmosphäre ist die Lufthülle, die unsere Erde umschließt. Sie besteht aus einem Gasgemisch, durch das der Mensch atmen und auch die Pflanzen überleben können. Sie sorgt außerdem für unser warmes Klima, schützt uns vor schädlicher Strahlung und lässt gleichsam das so wichtige Sonnenlicht durch. Die Atmosphäre ist für die Wissenschaft übrigens so spannend, dass man sie an der Uni Bonn sogar studieren kann.
Die Atmosphäre ist ein Gasgemisch, das zu einem Großteil aus Stickstoff (vgl. Roedel, 2013), aber auch aus Sauerstoff, Kohlendioxid und anderen Gasen besteht. Diese Gase sind farblos, Du kannst sie also nicht sehen. Dennoch erscheint uns der Himmel bei Tag blau. Das kommt durch die Brechung des Sonnenlichts in der Atmosphäre, das uns dabei blau erscheint.
Die Atmosphäre ist eine wahre Alleskönnern, denn sie spendet uns nicht nur Sauerstoff, sondern filtert auch einen Großteil der UV- und Röntgenstrahlung der Sonne. Außerdem sorgt der natürliche Treibhauseffekt, der ohne die Atmosphäre nicht existieren würde, für Temperaturen um die 15° C im Durchschnitt. Andernfalls wäre es auf der Erde viel kälter, wodurch kein Leben möglich wäre.
Hierbei spielt der Klimawandel eine große Rolle! Wir müssen uns also alle umweltbewusster verhalten, um die Atmosphäre zu schützen. Das heißt etwa, mit dem Fahrrad zur Schule zu fahren, anstatt von Mama oder Papa mit dem Auto gebracht zu werden. Schon solche Kleinigkeiten machen einen großen Unterschied!
Die Atmosphäre, also unsere Lufthülle, wird durch die Anziehungskraft unserer Erde an sie herangezogen. Sie legt sich daher wie eine zweite Haut um sie. Das Gewicht, das dabei entsteht, bezeichnen wir als Luftdruck. Er hat großen Einfluss auf unser Wetter.
