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<blockquote data-quote="H2SO4" data-source="post: 91637" data-attributes="member: 2506"><p>Unser Blaues JuwelUnser Blauer Planet, wie er aus dem Weltraum erscheint. Über der Erde schwebt noch die längst verglühte MIR, rechts im Hintergrund sieht man den Mond. Die Erde hat eine einzigartige Stellung im Sonnensystem, nur auf ihr ist Leben in der uns bekannten Form möglich. Wir sollten daher unsere Heimat im Kosmos sorgsam hegen und pflegen, schützen und erhalten, anstatt ihre Ressourcen hemmungslos auszubeuten und die Natur, unsere Lebensgrundlage, achtlos mit Füßen zu treten.</p><p></p><p>otation und Bahn</p><p></p><p>Unser Planet umläuft die Sonne auf einer elliptischen Bahn, und zwar vom Nordpol der Erdbahnebene aus gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Abweichung von der Kreisform ist jedoch nur gering, die Exzentrizität beträgt lediglich 0,0162. Für einen kompletten Umlauf um die Sonne benötigt die Erde, wie wir alle wissen, ein Jahr oder 365 Tage. Das ist aber abhängig, von welchem Bezugspunkt aus wir diese Betrachtung anstellen:</p><p></p><p> * Tropisches Jahr</p><p></p><p> Das ist die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Durchgängen der Sonne durch den Frühlingspunkt, auf ihrer scheinbaren Wanderung durch die Ekliptik. Das tropische Jahr hat eine Länge von 365,2422 Tagen. Der Frühlingspunkt ist der Zeitpunkt, an dem die Sonne auf ihrem scheinbaren Weg genau auf dem Schnittpunkt zwischen Ekliptik und Himmelsäquator steht. Dieser Zeitpunkt ("Äquinoktium") ist die Tag- und Nachgleiche, im Frühling um den 21. März, im Herbst etwa am 23. September.</p><p></p><p> Die Ekliptik Die Ekliptik ist die Erdbahnebene um die Sonne, genauer gesagt die Verbindungslinie des Sonnenmittelpunktes zum gemeinsamen Schwerpunkt des Erde- Mond- Systems. Der letztere Punkt liegt nicht im Erdzentrum, sondern ist etwa 4700 [Km] vom Erdzentrum entfernt. Den Himmelsäquator erhält man, wenn man sich den Erdäquator an die Himmelskugel verlängert denkt.</p><p> * Siderisches Jahr</p><p></p><p> Hierunter versteht man die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Durchgängen der Sonne auf ihrer scheinbaren Bahn in Bezug auf einen Fixstern. Das siderische Jahr ist mit 365,2564 Tagen länger als das tropische, weil sich der Frühlingspunkt durch die Präzession (= Taumelbewegung der Erdachse) auf der Ekliptik verschiebt.</p><p> * Anomalistisches Jahr</p><p></p><p> Hierunter versteht man die Zeit zwischen zwei Durchgängen der Erde durch ihr Perihel (sonnennächster Punkt), dieses Jahr ist 365,2596 Tage lang. </p><p></p><p>In unserem Kalenderwesen benutzten wir bis zum Jahr 1582 in christlichen Ländern das Julianische Jahr mit 365,25 Tagen mittlerer Länge, seither verwenden wir das Gregorianische Jahr mit einer Länge von 365,2425 Tagen. Erwähnt werden soll noch das Platonische Jahr, das allerdings eine Dauer von rund 25 700 Jahren umfasst. Darunter versteht man die Umlaufperiode des Frühlingspunktes auf der Ekliptik.</p><p></p><p>Jahreszeiten</p><p></p><p>Weil die Bahn der Erde um die Sonne keine Kreisform besitzt sondern die einer Ellipse, könnte man irrtümlich vermuten, dass bei uns der Winter einkehrt, wenn die Erde sich auf ihrem sonnenfernsten Bahnpunkt ("Aphel") befindet. Diesen Punkt erreicht unser Planet aber Anfang Juli! Die Ursache der Jahreszeiten müssen wir also woanders suchen. Die Äquatorebene der Erde ist gegen die Erdbahnebene geneigt, und zwar um einen Winkel von 23° 26'. Je nachdem, auf welcher Position der Umlaufbahn die Erde sich aufhält, ist entweder die Nord- oder die Südhalbkugel der Sonne zugewandt. Im Frühjahr und Sommer ist dies die Nordhalbkugel, weshalb zu dieser Zeit in den südlichen Gefilden Herbst bzw. Winter herrscht. Diese klimatischen Unterschiede werden noch dadurch verstärkt, dass zum einen im Frühling und Sommer die Sonnenstrahlung steiler einfällt als im Winter, hinzu kommt noch die unterschiedliche Dauer der Sonneneinstrahlung durch die verschiedenen Tageslängen.</p><p></p><p>Der Astronom formuliert eine Jahreszeit als den Zeitraum zwischen einer Tagundnachtgleiche ("Äquinoktium") und einer Sonnenwende ("Solstitium") bzw. umgekehrt. Die Jahreszeiten haben folgende Längen:</p><p></p><p> * Frühling</p><p> Die Zeit zwischen Frühlingsäquinoktium und Sommersolstitium.</p><p> 21.3 bis 21.6. Dauer: 92[d] 19[h]</p><p> * Sommer</p><p> Die Zeit zwischen Sommersolstitium und Herbstäquinoktium.</p><p> 21.6. bis 23.9. Dauer: 93[d] 15[h</p><p> * Herbst</p><p> Die Zeit zwischen Herbstäquinoktium und Wintersolstitium.</p><p> 23.9. bis 21.12. Dauer: 89[d] 20[h]</p><p> * Winter</p><p> Die Zeit zwischen Wintersolstitium und Frühlingsäquinoktium.</p><p> 21.12. bis 21.3. Dauer: 89[d] 0[h]</p><p></p><p>Enstehung der JahreszeitenWie man sieht, ist also der Winter die kürzeste Jahreszeit, auch wenn wir es meist anders empfinden. Diese unterschiedliche Dauer ist begründet in der ungleichmäßigen Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Bahn, in der Nähe der Sonne ("Perihel") läuft sie schneller als im Aphel, im Mittel hat sie eine Geschwindigkeit von 29,8 [Km s-1]. Die Grafik veranschaulicht die Entstehung der Jahreszeiten. a und b deuten den unterschiedlichen Einfallswinkel der Sonnenstrahlung an. Auch ist die Neigung des Äquators zur Ekliptikebene angedeutet.</p><p></p><p>Präzession</p><p></p><p>Wie wir schon sahen, ist die Äquatorebene der Erde gegen die Ekliptik um 23° 26' geneigt. Damit weist auch die Rotationsachse (Verbindungslinie vom Nord- zum Südpol) nicht zum Pol der Ekliptik. Man kann sich die Erde somit als einen etwas schief liegenden Kreisel vorstellen und aus unserem Krabbelalter wissen wir noch, dass ein solcher Kreisel eine Taumelbewegung ausführt. Verursacht wird dies durch Sonne und Mond, die sich stets auf der Ekliptik oder in ihrer Nähe befinden. Ihre Anziehungskräfte zerren an der Erde und üben ein Drehmoment auf den Äquatorwulst aus. Mit anderen Worten: diese Kräfte versuchen, die Äquatorebene in die Ekliptikebene zu ziehen. Hierdurch wird die Rotationsachse der Erde in die taumelartige Kreiselbewegung gezwungen, das bezeichnet man als die Präzession. Die Erdachse bewegt sich damit auf der Außenfläche eines gedachten Doppelkegels, dessen Spitze im Erdmittelpunkt liegt.</p><p></p><p>Präzession der ErdachseDie Skizze verdeutlicht die Taumelbewegung der Erdachse (grün). Weil die Erdachse sich auf dem Präzessionskreis bewegt, verlagern sich die Äquatorebene und damit auch der Himmelsäquator, wodurch sich der Frühlings- und Herbstpunkt (Schnittpunkt Himmelsäquator-Ekliptik) verschiebt. Ein Umlauf des Frühlingspunktes dauert 25700 Jahre, ein platonisches Jahr. Die Verschiebung der Erdrotationsachse bedingt auch eine stetige Veränderung des Himmelsnordpols, der Polarstern wird deshalb nicht immer den Weg nach Norden weisen.</p><p></p><p>Die Erde dreht sich einmal in 24 Stunden (genau 23[h] 56[min] 48s]) um sich selbst. Wenn man den Erdumfang von rund 40 000 [Km] durch diese Zeitdauer dividiert, erhalten wir einen Wert von 1667 [Km/h], was bedeutet, dass wir mit 1,3facher Schallgeschwindigkeit rotieren! Die Tageslänge von 24 Stunden ist aber kein konstanter Wert, sondern variiert in regelmäßigen und unregelmäßigen Abständen. Die unregelmäßigen Schwankungen entstehen durch Masseverschiebungen im Erdinnern, jahreszeitlich bedingte Änderungen der Tageslänge werden verursacht durch meteorologische Vorgänge, es erfolgt nämlich auch ein Drehimpulsaustausch zwischen der Atmosphäre und dem Planetenkörper. Diese Einflüsse sind allerdings recht gering, viel stärker wirkt sich dagegen die Gezeitenkraft des Mondes aus!</p><p></p><p>Was sind Gezeitenkräfte?</p><p></p><p>Wenn sich zwei Körper umkreisen, so wirken ihre Gravitationskräfte gegenseitig aufeinander ein. Nun sind Planeten und auch Monde keine völlig starren Körper, sondern in gewissen Grenzen verformbar. Im Falle der Erde kommt noch hinzu, dass ihre Oberfläche zu rund 71% von festem und flüssigem Wasser bedeckt ist, das sind relativ frei bewegliche und leicht verformbare Massen. Durch die Mondanziehungskraft treten somit besondere Effekte auf, die wir alle als Ebbe und Flut kennen und als Gezeiten bezeichnen. Weil auch die Sonne eine Anziehungskraft auf die Erde ausübt, erzeugt sie ebenfalls Gezeitenkräfte. Sie sind aber nur 1/3 so groß wie diejenigen des Mondes und wir können sie vorerst bei den weiteren Betrachtungen vernachlässigen.</p><p></p><p>Gezeiten sind also Kräfte, die an der Oberfläche eines planetaren Körpers zerren und sie regelrecht "durchwalken". Die Anziehungskraft des Mondes erzeugt auf der ihm zugewandten Erdseite eine Beule, welche die Küstenbewohner als Flutberg nur zu gut kennen. Aber nicht nur die Wassermassen werden angehoben, sondern auch die Landmassen, wenn auch um deutlich geringere Beträge. Nun gibt es aber gleichzeitig 2 Flutberge auf der Erde, die um 180° versetzt sind. Wie ist das möglich, wo doch der Mond in erster Linie die ihm zugewandte Seite anzieht? Der Grund dafür sind die Kräfte, die im Erde- Mondsystem auftreten.</p><p></p><p>Taumelbewegung der Erde Erde und Mond bewegen sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt, der, wie wir oben schon sahen, etwa 4700 [Km] vom Erdmittelpunkt entfernt im Erdinneren liegt. Hierdurch "eiert" die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne etwas hin und her. Diese Schlingerbewegung erzeugt an jedem Punkt des Planetenkörpers eine überall gleich große Zentrifugalbeschleunigung, und ist vom Mond weggerichtet.</p><p></p><p>Auch die Fliehkraft spielt eine Rolle Überlagert ist dieser Fliehkraft die Anziehungskraft des Mondes, welche auf der mondzugewandten Seite natürlich größer ist als auf der abgewandten Seite, die ja um den Erddurchmesser weiter vom Mond entfernt ist. Dadurch ergibt sich, dass auf der mondnahen Seite die Gravitationskraft des Mondes überwiegt und sich auf der abgewandten Seite die Fliehkraft stärker auswirkt. Beide Kräfte erzeugen jeweils einen Flutberg!</p><p></p><p>Es gibt allerdings noch einen weiteren Effekt, der zu den Gezeiten führt.</p><p></p><p>Seitliche Komponente der GezeitenkraftDie vom Mond ausgehende Gezeitenkraft ist immer auf das Mondzentrum ausgerichtet. Sie hat aber auch eine seitliche Komponente, die auf der linken Seite der Erde eine leichte Rechtskomponente ist, auf der rechten Seite eine Linkskomponente. Somit werden die Meere an den Seiten quasi zusammengepresst oder verdrängt, und das führt mit zur Ausbildung des zweiten Flutberges. Bisher haben wir die Gezeitenkraft der Sonne vernachlässigt, sie spielt aber zusammen mit derjenigen des Mondes. So verstärken sich beide, wenn Erde, Mond und Sonne in einer Linie stehen, dann kommt es zu den Springfluten. Stehen die drei Körper dagegen im rechten Winkel, so heben sich die Kräfte z.T. gegenseitig auf und das Hochwasser fällt relativ niedrig aus.</p><p></p><p>Die Gezeitenkräfte führen auf der Erde zu einem weiteren Effekt: Sie verlängern unseren Tag! Die Eigenrotation der Erde ist viel schneller als die Bewegung des Mondes um die Erde. Hierdurch bewegen sich die beiden Flutberge einmal in 24 Stunden um die Erde. Die ständige Verformung des Planetenkörpers bleibt aber nicht ohne Folgen, denn dabei entsteht Reibung. Und zwar eine innere Reibung des Meerwassers als auch eine Reibung des Wassers an den Landmassen. Im Endeffekt ergibt sich damit eine Bremswirkung, die Tageslänge wird ständig größer. Der Betrag ist allerdings recht gering, in 100 Jahren wird der Tag nur um 0,0015 <s> verlängert. Jedoch bedeutet dies, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Erde früher viel schneller war, bei ihrer Entstehung dauerte ein Tag nur rund 4 Stunden.</s></p><p><s></s></p><p><s>Nach dem Impulserhaltungssatz muss der Gesamtdrehimpuls des Systems Erde- Mond erhalten bleiben. Wenn nun aber die Erde im Laufe der Zeit einen Teil ihres Eigendrehimpulses (Rotation) durch die Gezeitenwirkung verliert, so muss der Bahndrehimpuls des Mondes sich um diesen Betrag vergrößern. Das bedeutet in der Praxis, dass sich der Mond ständig weiter von der Erde entfernt! Der Betrag ist allerdings nicht groß, immerhin können wir aber eine Zunahme der Mondentfernung von 3 [cm] jährlich bestimmen.</s></p><p><s></s></p><p><s>Pankor Island, MalaysiaIrgendwo am Strand von Pankor Island in Malaysia...</s></p><p><s>Wer denkt schon in solchen Momenten an Eigendrehimpuls oder Gezeitenwirkung?</s></p><p><s></s></p><p><s>Danke an Frank Neumann, der dieses Bild zur Verfügung stellte</s></p><p><s></s></p><p><s>Natürlich spielen die Gezeiten nicht nur beim Erde- Mond-System eine Rolle. Auch die anderen Planeten haben in bestimmtem Umfang elastische Oberflächen. Die Verformungen durch Gezeiten führen z.B. beim Jupitermond Io zu deutlichem Vulkanismus, wahrscheinlich wurden auch Merkur und Venus von der Sonne "geformt". Auch führen Gezeitenwirkungen dazu, den Eigendrehimpuls von Monden zu verlangsamen und dem Bahndrehimpuls anzugleichen. Mit anderen Worten: es wird ein Zustand gebundener Rotation erreicht, bei dem wie im Falle unseres Mondes dieser der Erde stets dieselbe Seite zuwendet. Er führt somit bei einem Erdumlauf genau eine Umdrehung aus.</s></p><p><s></s></p><p><s>Empfinden wir Ebbe und Flut schon als gewaltige Kräfte der Natur, so gibt es doch Körper im Kosmos, die solche Effekte geradezu als lächerlich erscheinen lassen: das sind die kompakten Überreste der Sterne, Weiße Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher. Weiße Zwerge entwickeln bereits eine solche Anziehungskraft, dass sie von einem Roten Riesen als Begleitstern dessen Materie schlichtweg "absaugen". Auf einem Neutronenstern ist die Gravitation so stark, dass die größten "Berge" allerhöchstens einen Millimeter in die Höhe ragen können. Wehe dem armen Astronauten, der sich in die Nähe eines solchen Gravitationsgiganten wagt! Die Gezeitenkräfte ziehen ihn in die Länge wie ein Kaugummi, gleichzeitig quetschen sie ihn seitlich immer mehr zusammen. Ähnliches widerfährt ihm bei Annäherung an ein Schwarzes Loch, doch ist der Effekt noch um ein Vielfaches verstärkt. Würde der Astronaut sogar bis zur Singularität gelangen, so wäre er durch die nun größte aller Gezeitenkräfte unendlich lang gezogen und gleichzeitig zu dem "unendlich schlanken Menschen" zusammengequetscht!</s></p><p><s></s></p><p><s>Atmosphäre</s></p><p><s></s></p><p><s>Während wir auf unserem Planeten herumlaufen und unseren alltäglichen Beschäftigungen nachgehen, verschwenden wir kaum einen Gedanken an unsere Atmosphäre.</s></p><p><s></s></p><p><s>Die Atmosphäre- eine sehr dünne, empfindliche SchaleMenschen, die das Glück haben, einmal als Astronaut unsere Heimat von oben zu betrachten sehen mehr als deutlich, wie dünn und zart die Atmosphäre in Wirklichkeit ist. Wir alle sollten viel mehr bestrebt sein, diese empfindliche Gashülle zu schützen und zu erhalten, denn ohne sie ist kein Leben auf unserem Planeten möglich.</s></p></blockquote><p></p>
[QUOTE="H2SO4, post: 91637, member: 2506"] Unser Blaues JuwelUnser Blauer Planet, wie er aus dem Weltraum erscheint. Über der Erde schwebt noch die längst verglühte MIR, rechts im Hintergrund sieht man den Mond. Die Erde hat eine einzigartige Stellung im Sonnensystem, nur auf ihr ist Leben in der uns bekannten Form möglich. Wir sollten daher unsere Heimat im Kosmos sorgsam hegen und pflegen, schützen und erhalten, anstatt ihre Ressourcen hemmungslos auszubeuten und die Natur, unsere Lebensgrundlage, achtlos mit Füßen zu treten. otation und Bahn Unser Planet umläuft die Sonne auf einer elliptischen Bahn, und zwar vom Nordpol der Erdbahnebene aus gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Abweichung von der Kreisform ist jedoch nur gering, die Exzentrizität beträgt lediglich 0,0162. Für einen kompletten Umlauf um die Sonne benötigt die Erde, wie wir alle wissen, ein Jahr oder 365 Tage. Das ist aber abhängig, von welchem Bezugspunkt aus wir diese Betrachtung anstellen: * Tropisches Jahr Das ist die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Durchgängen der Sonne durch den Frühlingspunkt, auf ihrer scheinbaren Wanderung durch die Ekliptik. Das tropische Jahr hat eine Länge von 365,2422 Tagen. Der Frühlingspunkt ist der Zeitpunkt, an dem die Sonne auf ihrem scheinbaren Weg genau auf dem Schnittpunkt zwischen Ekliptik und Himmelsäquator steht. Dieser Zeitpunkt ("Äquinoktium") ist die Tag- und Nachgleiche, im Frühling um den 21. März, im Herbst etwa am 23. September. Die Ekliptik Die Ekliptik ist die Erdbahnebene um die Sonne, genauer gesagt die Verbindungslinie des Sonnenmittelpunktes zum gemeinsamen Schwerpunkt des Erde- Mond- Systems. Der letztere Punkt liegt nicht im Erdzentrum, sondern ist etwa 4700 [Km] vom Erdzentrum entfernt. Den Himmelsäquator erhält man, wenn man sich den Erdäquator an die Himmelskugel verlängert denkt. * Siderisches Jahr Hierunter versteht man die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Durchgängen der Sonne auf ihrer scheinbaren Bahn in Bezug auf einen Fixstern. Das siderische Jahr ist mit 365,2564 Tagen länger als das tropische, weil sich der Frühlingspunkt durch die Präzession (= Taumelbewegung der Erdachse) auf der Ekliptik verschiebt. * Anomalistisches Jahr Hierunter versteht man die Zeit zwischen zwei Durchgängen der Erde durch ihr Perihel (sonnennächster Punkt), dieses Jahr ist 365,2596 Tage lang. In unserem Kalenderwesen benutzten wir bis zum Jahr 1582 in christlichen Ländern das Julianische Jahr mit 365,25 Tagen mittlerer Länge, seither verwenden wir das Gregorianische Jahr mit einer Länge von 365,2425 Tagen. Erwähnt werden soll noch das Platonische Jahr, das allerdings eine Dauer von rund 25 700 Jahren umfasst. Darunter versteht man die Umlaufperiode des Frühlingspunktes auf der Ekliptik. Jahreszeiten Weil die Bahn der Erde um die Sonne keine Kreisform besitzt sondern die einer Ellipse, könnte man irrtümlich vermuten, dass bei uns der Winter einkehrt, wenn die Erde sich auf ihrem sonnenfernsten Bahnpunkt ("Aphel") befindet. Diesen Punkt erreicht unser Planet aber Anfang Juli! Die Ursache der Jahreszeiten müssen wir also woanders suchen. Die Äquatorebene der Erde ist gegen die Erdbahnebene geneigt, und zwar um einen Winkel von 23° 26'. Je nachdem, auf welcher Position der Umlaufbahn die Erde sich aufhält, ist entweder die Nord- oder die Südhalbkugel der Sonne zugewandt. Im Frühjahr und Sommer ist dies die Nordhalbkugel, weshalb zu dieser Zeit in den südlichen Gefilden Herbst bzw. Winter herrscht. Diese klimatischen Unterschiede werden noch dadurch verstärkt, dass zum einen im Frühling und Sommer die Sonnenstrahlung steiler einfällt als im Winter, hinzu kommt noch die unterschiedliche Dauer der Sonneneinstrahlung durch die verschiedenen Tageslängen. Der Astronom formuliert eine Jahreszeit als den Zeitraum zwischen einer Tagundnachtgleiche ("Äquinoktium") und einer Sonnenwende ("Solstitium") bzw. umgekehrt. Die Jahreszeiten haben folgende Längen: * Frühling Die Zeit zwischen Frühlingsäquinoktium und Sommersolstitium. 21.3 bis 21.6. Dauer: 92[d] 19[h] * Sommer Die Zeit zwischen Sommersolstitium und Herbstäquinoktium. 21.6. bis 23.9. Dauer: 93[d] 15[h * Herbst Die Zeit zwischen Herbstäquinoktium und Wintersolstitium. 23.9. bis 21.12. Dauer: 89[d] 20[h] * Winter Die Zeit zwischen Wintersolstitium und Frühlingsäquinoktium. 21.12. bis 21.3. Dauer: 89[d] 0[h] Enstehung der JahreszeitenWie man sieht, ist also der Winter die kürzeste Jahreszeit, auch wenn wir es meist anders empfinden. Diese unterschiedliche Dauer ist begründet in der ungleichmäßigen Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Bahn, in der Nähe der Sonne ("Perihel") läuft sie schneller als im Aphel, im Mittel hat sie eine Geschwindigkeit von 29,8 [Km s-1]. Die Grafik veranschaulicht die Entstehung der Jahreszeiten. a und b deuten den unterschiedlichen Einfallswinkel der Sonnenstrahlung an. Auch ist die Neigung des Äquators zur Ekliptikebene angedeutet. Präzession Wie wir schon sahen, ist die Äquatorebene der Erde gegen die Ekliptik um 23° 26' geneigt. Damit weist auch die Rotationsachse (Verbindungslinie vom Nord- zum Südpol) nicht zum Pol der Ekliptik. Man kann sich die Erde somit als einen etwas schief liegenden Kreisel vorstellen und aus unserem Krabbelalter wissen wir noch, dass ein solcher Kreisel eine Taumelbewegung ausführt. Verursacht wird dies durch Sonne und Mond, die sich stets auf der Ekliptik oder in ihrer Nähe befinden. Ihre Anziehungskräfte zerren an der Erde und üben ein Drehmoment auf den Äquatorwulst aus. Mit anderen Worten: diese Kräfte versuchen, die Äquatorebene in die Ekliptikebene zu ziehen. Hierdurch wird die Rotationsachse der Erde in die taumelartige Kreiselbewegung gezwungen, das bezeichnet man als die Präzession. Die Erdachse bewegt sich damit auf der Außenfläche eines gedachten Doppelkegels, dessen Spitze im Erdmittelpunkt liegt. Präzession der ErdachseDie Skizze verdeutlicht die Taumelbewegung der Erdachse (grün). Weil die Erdachse sich auf dem Präzessionskreis bewegt, verlagern sich die Äquatorebene und damit auch der Himmelsäquator, wodurch sich der Frühlings- und Herbstpunkt (Schnittpunkt Himmelsäquator-Ekliptik) verschiebt. Ein Umlauf des Frühlingspunktes dauert 25700 Jahre, ein platonisches Jahr. Die Verschiebung der Erdrotationsachse bedingt auch eine stetige Veränderung des Himmelsnordpols, der Polarstern wird deshalb nicht immer den Weg nach Norden weisen. Die Erde dreht sich einmal in 24 Stunden (genau 23[h] 56[min] 48s]) um sich selbst. Wenn man den Erdumfang von rund 40 000 [Km] durch diese Zeitdauer dividiert, erhalten wir einen Wert von 1667 [Km/h], was bedeutet, dass wir mit 1,3facher Schallgeschwindigkeit rotieren! Die Tageslänge von 24 Stunden ist aber kein konstanter Wert, sondern variiert in regelmäßigen und unregelmäßigen Abständen. Die unregelmäßigen Schwankungen entstehen durch Masseverschiebungen im Erdinnern, jahreszeitlich bedingte Änderungen der Tageslänge werden verursacht durch meteorologische Vorgänge, es erfolgt nämlich auch ein Drehimpulsaustausch zwischen der Atmosphäre und dem Planetenkörper. Diese Einflüsse sind allerdings recht gering, viel stärker wirkt sich dagegen die Gezeitenkraft des Mondes aus! Was sind Gezeitenkräfte? Wenn sich zwei Körper umkreisen, so wirken ihre Gravitationskräfte gegenseitig aufeinander ein. Nun sind Planeten und auch Monde keine völlig starren Körper, sondern in gewissen Grenzen verformbar. Im Falle der Erde kommt noch hinzu, dass ihre Oberfläche zu rund 71% von festem und flüssigem Wasser bedeckt ist, das sind relativ frei bewegliche und leicht verformbare Massen. Durch die Mondanziehungskraft treten somit besondere Effekte auf, die wir alle als Ebbe und Flut kennen und als Gezeiten bezeichnen. Weil auch die Sonne eine Anziehungskraft auf die Erde ausübt, erzeugt sie ebenfalls Gezeitenkräfte. Sie sind aber nur 1/3 so groß wie diejenigen des Mondes und wir können sie vorerst bei den weiteren Betrachtungen vernachlässigen. Gezeiten sind also Kräfte, die an der Oberfläche eines planetaren Körpers zerren und sie regelrecht "durchwalken". Die Anziehungskraft des Mondes erzeugt auf der ihm zugewandten Erdseite eine Beule, welche die Küstenbewohner als Flutberg nur zu gut kennen. Aber nicht nur die Wassermassen werden angehoben, sondern auch die Landmassen, wenn auch um deutlich geringere Beträge. Nun gibt es aber gleichzeitig 2 Flutberge auf der Erde, die um 180° versetzt sind. Wie ist das möglich, wo doch der Mond in erster Linie die ihm zugewandte Seite anzieht? Der Grund dafür sind die Kräfte, die im Erde- Mondsystem auftreten. Taumelbewegung der Erde Erde und Mond bewegen sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt, der, wie wir oben schon sahen, etwa 4700 [Km] vom Erdmittelpunkt entfernt im Erdinneren liegt. Hierdurch "eiert" die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne etwas hin und her. Diese Schlingerbewegung erzeugt an jedem Punkt des Planetenkörpers eine überall gleich große Zentrifugalbeschleunigung, und ist vom Mond weggerichtet. Auch die Fliehkraft spielt eine Rolle Überlagert ist dieser Fliehkraft die Anziehungskraft des Mondes, welche auf der mondzugewandten Seite natürlich größer ist als auf der abgewandten Seite, die ja um den Erddurchmesser weiter vom Mond entfernt ist. Dadurch ergibt sich, dass auf der mondnahen Seite die Gravitationskraft des Mondes überwiegt und sich auf der abgewandten Seite die Fliehkraft stärker auswirkt. Beide Kräfte erzeugen jeweils einen Flutberg! Es gibt allerdings noch einen weiteren Effekt, der zu den Gezeiten führt. Seitliche Komponente der GezeitenkraftDie vom Mond ausgehende Gezeitenkraft ist immer auf das Mondzentrum ausgerichtet. Sie hat aber auch eine seitliche Komponente, die auf der linken Seite der Erde eine leichte Rechtskomponente ist, auf der rechten Seite eine Linkskomponente. Somit werden die Meere an den Seiten quasi zusammengepresst oder verdrängt, und das führt mit zur Ausbildung des zweiten Flutberges. Bisher haben wir die Gezeitenkraft der Sonne vernachlässigt, sie spielt aber zusammen mit derjenigen des Mondes. So verstärken sich beide, wenn Erde, Mond und Sonne in einer Linie stehen, dann kommt es zu den Springfluten. Stehen die drei Körper dagegen im rechten Winkel, so heben sich die Kräfte z.T. gegenseitig auf und das Hochwasser fällt relativ niedrig aus. Die Gezeitenkräfte führen auf der Erde zu einem weiteren Effekt: Sie verlängern unseren Tag! Die Eigenrotation der Erde ist viel schneller als die Bewegung des Mondes um die Erde. Hierdurch bewegen sich die beiden Flutberge einmal in 24 Stunden um die Erde. Die ständige Verformung des Planetenkörpers bleibt aber nicht ohne Folgen, denn dabei entsteht Reibung. Und zwar eine innere Reibung des Meerwassers als auch eine Reibung des Wassers an den Landmassen. Im Endeffekt ergibt sich damit eine Bremswirkung, die Tageslänge wird ständig größer. Der Betrag ist allerdings recht gering, in 100 Jahren wird der Tag nur um 0,0015 [s] verlängert. Jedoch bedeutet dies, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Erde früher viel schneller war, bei ihrer Entstehung dauerte ein Tag nur rund 4 Stunden. Nach dem Impulserhaltungssatz muss der Gesamtdrehimpuls des Systems Erde- Mond erhalten bleiben. Wenn nun aber die Erde im Laufe der Zeit einen Teil ihres Eigendrehimpulses (Rotation) durch die Gezeitenwirkung verliert, so muss der Bahndrehimpuls des Mondes sich um diesen Betrag vergrößern. Das bedeutet in der Praxis, dass sich der Mond ständig weiter von der Erde entfernt! Der Betrag ist allerdings nicht groß, immerhin können wir aber eine Zunahme der Mondentfernung von 3 [cm] jährlich bestimmen. Pankor Island, MalaysiaIrgendwo am Strand von Pankor Island in Malaysia... Wer denkt schon in solchen Momenten an Eigendrehimpuls oder Gezeitenwirkung? Danke an Frank Neumann, der dieses Bild zur Verfügung stellte Natürlich spielen die Gezeiten nicht nur beim Erde- Mond-System eine Rolle. Auch die anderen Planeten haben in bestimmtem Umfang elastische Oberflächen. Die Verformungen durch Gezeiten führen z.B. beim Jupitermond Io zu deutlichem Vulkanismus, wahrscheinlich wurden auch Merkur und Venus von der Sonne "geformt". Auch führen Gezeitenwirkungen dazu, den Eigendrehimpuls von Monden zu verlangsamen und dem Bahndrehimpuls anzugleichen. Mit anderen Worten: es wird ein Zustand gebundener Rotation erreicht, bei dem wie im Falle unseres Mondes dieser der Erde stets dieselbe Seite zuwendet. Er führt somit bei einem Erdumlauf genau eine Umdrehung aus. Empfinden wir Ebbe und Flut schon als gewaltige Kräfte der Natur, so gibt es doch Körper im Kosmos, die solche Effekte geradezu als lächerlich erscheinen lassen: das sind die kompakten Überreste der Sterne, Weiße Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher. Weiße Zwerge entwickeln bereits eine solche Anziehungskraft, dass sie von einem Roten Riesen als Begleitstern dessen Materie schlichtweg "absaugen". Auf einem Neutronenstern ist die Gravitation so stark, dass die größten "Berge" allerhöchstens einen Millimeter in die Höhe ragen können. Wehe dem armen Astronauten, der sich in die Nähe eines solchen Gravitationsgiganten wagt! Die Gezeitenkräfte ziehen ihn in die Länge wie ein Kaugummi, gleichzeitig quetschen sie ihn seitlich immer mehr zusammen. Ähnliches widerfährt ihm bei Annäherung an ein Schwarzes Loch, doch ist der Effekt noch um ein Vielfaches verstärkt. Würde der Astronaut sogar bis zur Singularität gelangen, so wäre er durch die nun größte aller Gezeitenkräfte unendlich lang gezogen und gleichzeitig zu dem "unendlich schlanken Menschen" zusammengequetscht! Atmosphäre Während wir auf unserem Planeten herumlaufen und unseren alltäglichen Beschäftigungen nachgehen, verschwenden wir kaum einen Gedanken an unsere Atmosphäre. Die Atmosphäre- eine sehr dünne, empfindliche SchaleMenschen, die das Glück haben, einmal als Astronaut unsere Heimat von oben zu betrachten sehen mehr als deutlich, wie dünn und zart die Atmosphäre in Wirklichkeit ist. Wir alle sollten viel mehr bestrebt sein, diese empfindliche Gashülle zu schützen und zu erhalten, denn ohne sie ist kein Leben auf unserem Planeten möglich.[/s] [/QUOTE]
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