Vorträge – Themen (1)

1. Sonnensystem

Sonnensystem – Einführung

Der Vortrag behandelt die Planeten des Sonnensystems, ihre Monde, die Asteroiden und die Kometen. Vorkenntnisse über grundlegende Eigenschaften des Planetensystems sind erwünscht. Der Vortrag empfiehlt sich als Ergänzung zum Unterricht.

2. Inneres Sonnensystem

Aufbau und Dynamik der erdähnlichen Planeten: Was geht nur im Inneren vor sich?

Der innere Aufbau unserer Erde, ihrer Nachbarplaneten und deren Monde verrät den Planetenforschern vieles über die Entstehung des Planetensystems, die vor 4,56 Milliarden Jahren stattfand. Seismische Erschütterungen, einmal durch Beben angeregt, lassen sich besonders gut zu Erkundungszwecken nutzen, da sie das gesamte Planeteninnere auf charakteristische Weise durchqueren. Solche Beben konnten bisher zwar nur auf der Erde und im Rahmen der Apollo-Landungen auf dem Erdmond registriert werden, lassen aber in beiden Fällen eine grobe Unterteilung des Inneren in Kruste, Mantel und Kern erkennen. Unser Wissen über das tiefe Innere der übrigen Planeten und Monde verdanken wir hingegen überwiegend ferngesteuerten Landegeräten und Raumsonden, die aus ihrem Orbit heraus präzise Vermessungen der Schwere- und Magnetfelder, der Rotationsbewegung und der Oberflächentopographie des betreffenden Zielkörpers vornehmen. Der innere Aufbau wirkt sich zudem auf großräumige Konvektionsbewegungen in Mantel und Kern aus, die den Wärmehaushalt eines Planeten bestimmen und zur Erzeugung eines selbst induzierten Magnetfeldes erforderlich sind. Das dynamische Verhalten eines Planeten wird zudem maßgeblich von seinen stofflichen Komponenten bestimmt. Dies betrifft insbesondere den jeweiligen Anteil an Eis, Gestein und Metall an der chemischen Zusammensetzung, schließt aber auch die tiefenabhängige Verteilung radioaktiver Elemente und den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen ein. Diese können gegebenenfalls in die Umgebung entweichen und dort zur Bildung einer Atmosphäre beitragen. Die meisten Planeten und sogar einige ihrer Monde verfügen über eine solche Gashülle. Im Vortrag werden die meist komplexen Zusammenhänge erläutert, die sich global wie regional in der Oberflächengeologie und -tektonik widerspiegeln und die Faszination jedes einzelnen Planeten oder Mondes ausmachen.

Die Geburt der Erde
Die Erde ist angesichts der gewaltigen Menge von Materie im Universum vermutlich nicht einzigartig, jedoch in Hinblick auf ihre besondere Rolle in unserem Sonnensystem sehr außergewöhnlich. Wie entsteht solch ein planetarer Körper und was sind die Randbedingungen für seine spezielle Entwicklung? Eine Frage die nicht einfach zu beantworten ist für ein Objekt, dessen charakteristisches Merkmal ein permanenter Wandel der Oberfläche durch die dynamischen Prozesse der Plattentektonik ist. Spuren aus der Frühzeit der Erde sind rar und eine Beweisführung der Entstehungsprozesse am Anschauungsobjekt ist schwierig. Ursachenforschung ist daher in erheblichem Maß auf extraterrestrische Information angewiesen. Kometen und Asteroiden enthalten unveränderte Anfangsmaterie, Teile der Mond- und Marskruste sowie der größere Asteroiden zeigen Spuren der frühen Entwicklungsgeschichte eines Planeten, der Saturnmond Titan hat eine Gashülle, die der ursprünglichen Erdatmosphäre nicht unähnlich ist und die großen Systeme von Jupiter und Saturn sind besondere Anordnungen von planetaren Körpern, an denen sich Entstehungsprozesse studieren lassen.
Als im Kreißsaal des solaren Nebels Materieverdichtung sich anschickte zu Planeten zu wachsen, hat auch die Erde begonnen, sich zu sammeln, aufzuheizen und zu differenzieren. Dies jedoch nicht irgendwo, sondern an einem extrem günstigen Ort. Menge, Dichte und Zusammensetzung des Materials waren ebenso entscheidend für die weitere Entwicklung, wie äußere Einflüsse der Umgebung.
Mond – Schlüssel zum Verständnis des Sonnensystems
In jüngster Zeit rückt er wieder stärker ins Blickfeld der Raumfahrt – der Mond. Schließlich ist kein natürlicher Körper im Sonnensystem für den Menschen leichter zu erreichen als der ständige Begleiter unseres Planeten. In nur knapp 400.000 Kilometer Entfernung umrundet mit diesem Trabanten ein ideales „Labor“ für die Planetenforschung unsere Erde. Auf den ersten Blick nicht sonderlich spannend anmutend, lassen sich auf dem Mond jedoch zahlreiche fundamentale Fragen zur Entwicklung des Sonnensystems studieren. Seine stark von Einschlagskratern übersäte Oberfläche legt davon Zeugnis ab, dass das erste Viertel der insgesamt viereinhalb Milliarden Jahre des Sonnensystems ausgesprochen ungemütlich und von massivem Meteoritenbombardement geprägt war. Nirgendwo sonst lässt sich die Frühgeschichte des Sonnensystems besser studieren als auf der zernarbten Mondoberfläche. Von den Gesteinsproben, die von den Apollo-Astronauten zwischen 1969 und 1972 zur Erde gebracht wurden, können wir heute noch sehr viel über die Entwicklung unserer Erde in ihrer Frühzeit lernen. Zur Beantwortung noch vieler unbeantworteter Fragen in der Planetenforschung ist der Mond auch heute noch – oder wieder – sehr wichtig. Und in nicht allzu ferner Zukunft dürfte der Mond sogar ein wirtschaftlich interessanter Himmelskörper werden.