Die Erde, auf der wir leben, hat tatsächlich eine „dunkle Geschichte“?

Seit der Erfindung der Satelliten haben die Menschen zum ersten Mal erfahren, dass die Erde aus dem Weltraum betrachtet ein blau-grüner Planet ist – das Blau steht für den Ozean und das Grün für die Vegetation an Land. Seitdem denken die Menschen immer zuerst an dieses klassische Bild, wenn sie an die Erde denken.

Doch tatsächlich ist das Bild der Erde nicht ewig. Während der langen Zeitspanne von mehr als 4 Milliarden Jahren, bevor die Pflanzen auf der Erde landeten, veränderte sich das Aussehen der Erde nicht weniger als zehnmal, genau wie der Meister der Gesichtsveränderung in der Sichuan-Oper.

vor 4,55 Milliarden Jahren

Die Erde war damals gerade erst geboren – vereinfacht gesagt kollidierten unzählige Asteroiden mit Durchmessern von Tausenden von Metern miteinander und wuchsen zusammen. Bei der Kollision wird kinetische Energie in thermische Energie umgewandelt, wodurch der ursprünglich felsige Asteroid schmilzt und sich in Magma verwandelt. Gleichzeitig beginnen die radioaktiven Elemente, die der Asteroid selbst mit sich führt, durch das Schmelzen des Asteroiden abzusinken und sich im Kern zu sammeln, wodurch die Erde in Form des radioaktiven Zerfalls kontinuierlich Wärme erhält.

Zu dieser Zeit war die gesamte Erde eine Magmakugel, es gab also keine Unterscheidung zwischen Land und Meer. So könnte die Erde damals ausgesehen haben ↓

Die Erde entstand vor etwa 4,55 Milliarden Jahren. Der Einschlag unzähliger Asteroiden verwandelte die Erde in eine rote Magmakugel. Der Ring auf dem Bild ist durch den Aufprall entstanden.

Bildnachweis: flickr/Kevin Gill

vor 4,5 Milliarden Jahren

Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren begann die Erde kurz nach ihrer Entstehung abzukühlen. Das ist leicht zu verstehen: Eine Tasse heißes Wasser wird bei Zimmertemperatur zu Wasser und die heiße Erde kühlt in einem Universum mit einer Durchschnittstemperatur von -270 °C auf natürliche Weise ab. Das helle Magma kühlte ab und verwandelte sich in dunkles Basaltgestein, das die Oberfläche bedeckte und die Erde schwarz färbte.

Natürlich geschieht dieser Prozess schrittweise. Zuerst erscheinen kleine schwarze Flecken auf einem roten Hintergrund, dann werden die schwarzen Flecken größer, die rote Farbe zieht sich zurück und schließlich bedeckt die schwarze Farbe fast die gesamte Erde. Schließlich verwandelte sich die gesamte Erde in eine schwarze Kugel.

Wenn die Erde allmählich abkühlt, wird immer mehr Schwarz erscheinen und schließlich wird sie zu einer schwarzen Erde.

Bildquelle: wikipedia/Jack Madden

Zu diesem Zeitpunkt gibt es noch keine Unterscheidung zwischen Land und Meer im allgemeinen Sinne, aber wenn man das Magmameer als Meer bezeichnet, dann könnte das Land auf der Erde so aussehen↓

Ein imaginäres Bild davon, wie die Erde vor 4,5 Milliarden Jahren aussah. Bildnachweis: NASA

Während dieser Zeit bestand das „Land“ auf der Erde vollständig aus schwarzem Basalt und der Himmel aus bleigrauen Silikatwolken mit Temperaturen von Hunderten oder sogar Tausenden von Grad Celsius. Der „Ozean“ besteht aus fließendem rotem Magma.

Vor etwa 4,4 Milliarden Jahren

Als die Erde abkühlte, verfestigte sich die Oberfläche schließlich, und die ursprünglich heißen Silikatwolken kühlten ab und fielen in Form von Silikatregen auf die Oberfläche (die Silikatwolken können hier vereinfacht als Produkte des Schmelzens und Verdampfens verschiedener Gesteine ​​verstanden werden; Silikatregen kann vereinfacht als geschmolzener Sand verstanden werden. Wenn Sie es sich immer noch nicht vorstellen können, suchen Sie nach Bildern von Glasbläsern, es ist wahrscheinlich der gleiche Effekt).

Wenn die Temperatur dann weiter sinkt, kühlt der Wasserdampf in den Wolken ab und kondensiert zu Regen.

Der größte Teil dieses Wasserdampfs stammt aus Magma. Tatsächlich ist in der Zusammensetzung von Gesteinen Wasser enthalten. Sie sind in Form von Wassermolekülen oder Wasserstoff- und Hydroxidionen in Gesteinen gespeichert. Nachdem die Gesteine ​​geschmolzen sind, vermischen sie sich mit dem Magma und bilden durch chemische Reaktionen schließlich freie Wassermoleküle. Wenn das Magma an die Oberfläche gelangt, verdampfen die Wassermoleküle in Form von Dampf in die Atmosphäre. Von hier stammt der Großteil des Wassers der Erde.

Zu diesem Zeitpunkt könnte die gesamte Erde von Ozeanen umgeben sein, und in diesen Ozeanen könnte es eine große Zahl von Vulkanen geben. Diese Vulkane bildeten entweder kleine Vulkaninseln über dem Wasser oder unter Wasser unterseeische Vulkane. Kurz gesagt, die dreischichtige Struktur aus Erdkruste, Erdmantel und Erdkern war noch nicht ausgebildet, sodass es weder zu Plattenaktivität noch zu langen Gebirgen kam.

So könnte die Erde damals ausgesehen haben: Sie war vollständig von Meerwasser bedeckt und hatte verstreut kleine Vulkaninseln im Ozean. Bildquelle: Wikipedia

Wenn Sie die Insel genauer betrachten, werden Sie möglicherweise auch eine große Anzahl von Basaltsäulen finden, die die folgende Landschaft bilden könnten:

Basaltsäulen. Bildquelle: Wikipedia

Es gibt heute viele solcher Landschaften auf der Erde, wie zum Beispiel den berühmten Giant’s Causeway und so weiter. Diese Art von Steinsäulenlandschaft findet man überall in China, die berühmteste davon ist wahrscheinlich der Binhai Volcano National Geopark in Zhangzhou, Fujian.

Vor etwa 4 Milliarden Jahren

Möglicherweise hatte die Erde zu diesem Zeitpunkt bereits eine Schichtstruktur ausgebildet und mit der Plattenbewegung begonnen (viele Wissenschaftler glauben jedoch, dass dies nicht der Fall ist, und diese Frage ist sehr umstritten). Unter dem Einfluss der Plattenbewegung begannen die ursprünglich auf der Erde entstandenen kleinen, verstreuten Landblöcke miteinander zu kollidieren, und das Land verwandelte sich von Inseln und kleinen Landblöcken in großes Land, und auf dem Land begannen Berge zu erscheinen.

Darüber hinaus hat die anhaltende vulkanische Aktivität auch dazu geführt, dass sich die Fläche der Vulkaninseln auszudehnen beginnt und sich sogar zu einer einzigen verbindet, wodurch große und kleine Landmassen auf der Erde entstanden sind.

Doch zu dieser Zeit kam es im Sonnensystem zu großen Asteroidenkollisionen, und unzählige Asteroiden schlugen kontinuierlich auf den großen Gesteinsplaneten im inneren Sonnensystem ein. Wissenschaftler nannten dieses Ereignis „Spätes Schweres Bombardement“.

Während der Zeit der schweren Bombardierungen sah die Erde möglicherweise wie ein „pockennarbiges Gesicht“ aus, obwohl es dort Land gab.

Bildnachweis: NASA

Zu diesem Zeitpunkt könnte die Erde, ähnlich wie der Mond, der Mars und die Venus, auch viele Krater aufweisen. Die Oberfläche war damals karg und trocken und ihre Makrolandschaft war von Meteoritenkratern geprägt. Darunter befinden sich große Meteoritenkrater, die in der Mitte eine Vertiefung aufweisen und von Erhebungen umgeben sind, die ringförmige Berge bilden.

In der Mitte des Kraters kann sich ein riesiger See bilden, und auf dem Krater kann sich auch ein Fluss bilden, der nach unten fließt. Doch zu diesem Zeitpunkt war das Land noch äußerst verlassen und es gab keinerlei Anzeichen von Leben.

Ein See inmitten eines Kraters. Bildnachweis: NASA

Gleichzeitig entstanden aufgrund der Höhen und Tiefen der Oberfläche Flüsse. Als die Flüsse flossen, begannen sie, das umliegende Basaltland wegzuspülen, wobei sie den Basalt zermahlten und forttrugen.
In einigen langen Flüssen werden aufgrund des Transports über weite Strecken viele dunkel gefärbte Mineralien im Basalt erodiert und verschwinden, sodass nur hell gefärbte Mineralien übrig bleiben. Daher beginnen zu dieser Zeit neben dunkel gefärbten magmatischen Gesteinen auch hell gefärbte Sedimentgesteine ​​an der Oberfläche zu erscheinen.

Moderne Flüsse, die durch Basaltsäulen fließen, gab es vor 4 Milliarden Jahren zwar überall auf der Erde, aber Leben gab es ausnahmslos nicht.

Bildquelle: Wikicommons

Vor 3,8–3,5 Milliarden Jahren

Nach langjähriger Flussauswaschung und Sedimentation begann die Oberfläche zu dieser Zeit möglicherweise mit Sedimentgestein bedeckt zu werden. Die ursprünglichen großflächigen dunklen Töne sind verblasst und die Gesamtoberfläche kann zu diesem Zeitpunkt helle Farbtöne aufweisen – beispielsweise Hellgelb.

Es gibt immer noch kleine Gipfel (oder Bergketten) auf dem Land, Flüsse fließen zwischen den Bergen und die Krater auf dem Land sind immer noch dicht gedrängt.

Wissenschaftler stellen sich vor, wie es wäre, wenn es auf dem Mars Wasser gäbe. Bildnachweis: NASA

Die größte Attraktion sind derzeit die frühesten Organismen.

Allerdings handelte es sich bei den Organismen zu dieser Zeit lediglich um marine Mikroorganismen, von denen einige im Ozean lebten, während sich andere in Form mikrobieller Algenmatten (die kleinen Klumpen auf der rechten Seite des Meeres im Bild unten) an der Küste sammelten. Die aus diesen Algenmatten entstandenen Fossilien heißen Stromatolithen und sind heute überall auf der Welt zu finden.

Eine Küstenszene könnte wie das Bild unten aussehen, die Farbe könnte jedoch dem Gelbton im ersten Bild ähneln.

Ein imaginäres Bild der Küstenlandschaft zu dieser Zeit. Bildquelle: Wikipedia

vor 2,5 Milliarden Jahren

Zu dieser Zeit entstand der erste Kontinent namens Kenorland (umstritten), und es wurde bestätigt, dass die Plattenbewegung begonnen hatte und sich an Land große Gebirge bildeten.
Darüber hinaus traten die ersten photosynthetischen Organismen auf und es kam Sauerstoff in die Atmosphäre. Dieser Sauerstoff oxidierte schnell das Eisen auf dem Land und verlieh dem Land insgesamt einen roten Farbton.

Ob der Nolan-Kontinent existiert und welche Form er hat, ist noch immer sehr umstritten. Bildquelle: Wikipedia

So stellen sich die Wissenschaftler vor, wie der Mars vor über drei Milliarden Jahren aussah. Die Erde war damals wahrscheinlich ähnlich oder sogar etwas röter, weil die Erde mehr Sauerstoff hatte, der Eisen vollständiger oxidieren konnte.

Bildnachweis: ESO

Bei genauerer Betrachtung des Landes werden wir feststellen, dass es dort zu dieser Zeit Berge, Flüsse, Deltas und andere Landschaftsformen gegeben haben müsste, das Land jedoch unfruchtbar war und keine Vegetationsdecke aufwies.

Die damalige Geomorphologie der Erde dürfte im Detail der heutigen Marsmorphologie ähneln und wir können den Schatten der damaligen Erde auf dem Mars finden.

Dieses Bild ist die Vorstellung eines NASA-Künstlers vom Mars mit Wasser. Aus der Perspektive des Weltraums könnte die Erde damals ähnlich ausgesehen haben, aber die Erde könnte etwas rötlicher gewesen sein. Bildnachweis: NASA

Zu dieser Zeit gab es auf der Erde auch Grand Canyons, also von riesigen Flüssen geformte Landschaften. Bildnachweis: NASA

Wissenschaftler haben die Flüsse und Deltas auf dem Mars rekonstruiert. Auf dem Delta befindet sich außerdem deutlich erkennbar ein Meteoritenkrater. Auch damals war die Erde mit Meteoritenkratern übersät. Bildnachweis: NASA

Wasserlose Berge im Landesinneren. Bildnachweis: NASA

Die Wüste am Fuße des Berges. Bildnachweis: NASA

Vor etwa 2,4 Milliarden Jahren

Aufgrund des massiven Planktonwachstums im Ozean absorbierte die Photosynthese der Pflanzen große Mengen Kohlendioxid, was zu einer Abkühlung der Erde führte. Zu dieser Zeit trat auf der Erde eine große Eiszeit ein, die einige Wissenschaftler als das erste Schneeball-Erde-Ereignis bezeichneten. Zu dieser Zeit waren sowohl Land als auch Ozean mit Eis und Schnee bedeckt, sodass die Erde wie ein Schneeball aussah und das Land ebenfalls weiß war.

Die Erde war mit Schnee bedeckt. Bildnachweis: MIKKEL JUUL JENSEN/SPL/COSMOS)

Die Gletscherseen und Flüsse an Land könnten damals ähnlich gewesen sein. Bildnachweis: ESA-A.Gers

Auch die Berge an Land waren mit Eis und Schnee bedeckt, ähnlich wie heute in der Antarktis. Bildnachweis: Anne Fröhlich

Natürlich ist es nicht völlig ohne Leben. In manchen offenen Meeren kann man noch immer viele Algen zusammenleben sehen. Sie könnten den gesamten Ozean in blaugrüne Streifen färben, die dann so aussehen könnten↓

Der Ozean war in blaugrüne Streifen gefärbt. Bildnachweis: NASA

Vor etwa 2 Milliarden Jahren

Während die Vulkane weiter ausbrachen, sammelte sich erneut Kohlendioxid in der Atmosphäre an, die Erde erwärmte sich wieder, die Eiszeit endete und die Erde nahm wieder ihr früheres Aussehen an – riesige blaue Ozeane, übersät mit roten Kontinenten.

Ein imaginäres Bild der Erde nach dem Ende der Eiszeit. Bildnachweis: NASA

Vor etwa 700 Millionen Jahren

Wenn das Klima abkühlt, verwandelt sich die Erde wieder in einen Schneeball (siehe vorherigen Abschnitt).

Vor etwa 500 Millionen Jahren

Zu diesem Zeitpunkt hatten sich die Pflanzen bereits an die Süßwasserumgebung angepasst und möglicherweise begannen sogar die ersten Pflanzen bereits, an Land zu gehen. Es ist jedoch sicher, dass einige Blaualgen vor den Pflanzen an Land gelangten. Sie haben zusammen mit bestimmten Pilzen Flechten gebildet, die die Felsen an den Küsten von Flüssen und Seen bedecken und farbenfroh sind.

Einige primitive Phytoplanktonarten haben sich möglicherweise an die Süßwasserumgebung angepasst und begonnen, sich in Süßwasserflüssen und -seen im Landesinneren zu vermehren. Gleichzeitig könnten auch einige Flechten an Land gelandet sein. Die grünen Flecken am Wasserrand im Bild könnten diese Organismen sein. Bildnachweis: NASA

Flechten auf modernen Gesteinen. Bildquelle: Wikipedia

Vor etwa 450 Millionen Jahren

Pflanzen landeten … und die Erde wurde allmählich zu dem, was wir kennen.

Produziert von | Wissenschaftspopularisierung China

Autor: Earth's Gravity

Produzent｜China Science Expo

Eingereicht von: Computer Information Network Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften