Erde und Mond. Marco Rozkwitalski Universität Bielefeld, Im Rahmen des Proseminars SS2017

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1 Erde und Mond Marco Rozkwitalski Universität Bielefeld, Im Rahmen des Proseminars SS2017

2 Agenda 1. Die Erde 2. Der Mond 3. Gezeitenkräfte 4. Mondentstehung Proseminar SS2017 Erde und Mond 2

3 Erde Ursprungsort und Heimat aller bekannten Lebewesen Etwa 4,6 Milliarden Jahre alt Vierter Planet im Sonnensystem Am besten untersuchter Planet, seit dem Beginn der Menschheit Antike Griechen bestimmen Erdradius mit km Zahlen und Daten Äquatordurchmesser: ,32 km Poldurchmesser: ,55 km Masse: 5, kg Fallbeschleunigung: 9,81 m/s 2 Fluchtgeschwindigkeit: 11,19 km/s Mittlere Dichte: kg/cm Proseminar SS2017 Erde und Mond 3

4 Erdumlaufbahn Zahlen und Daten Große Halbachse: 1 AE (149,6 Mio. km) Perihel Aphel: 0,983 1,017 AE Siderische Umlaufzeit: 365,256 d Bahngeschwindigkeit: 29,78 km/s Neigung der Bahnebene: 0,01 Neigung der Rotationsachse: 23,44 Neigung Magnetfeldachse relativ zur Rotationsachse: 11,5 Erde zählt als Gesteinsplanet; ist der Größte der Vier in unserem Sonnensystem Erde hat die höchste Dichte der Planeten Zur Venus im Schnitt 0,28 AE, zum Mars im Schnitt 0,52 AE Abstand zur Erdbahn Proseminar SS2017 Erde und Mond 4

5 Innerer Aufbau der Erde Dichte der Meere beträgt etwa kg/m 3 Erdoberfläche hat Dichte von kg/m 3 Durchschnittliche Dichte der Erde von ~6.000 kg/m 3 Erdkern muss höhere Dichte haben! Erdkruste ist fest Erdmantel ist zähflüssig (erzeugt Plattenbewegung) Äußerer Kern ist flüssig (Nickel-Eisen-Schmelze) Innerer Kern bei ca C fest wegen hohem Druck Proseminar SS2017 Erde und Mond 5

6 Atmosphäre der Erde Zusammensetzung: 78% Stickstoff 21% Sauerstoff 1% Edelgase 0,4% Wasser Ozonschicht schützt vor UV-Strahlung Erdatmosphäre trägt nur mit einem Millionstel zum Gewicht der Erde zu Mittlerer Luftdruck beträgt 1013,25 hpa Rayleigh lässt den Himmel blau erscheinen Proseminar SS2017 Erde und Mond 6

7 Erdmagnetfeld Feld wird hauptsächlich im Geodynamo erzeugt und ändert sich ständig Teil wird durch Ströme in Ionosphäre erzeugt (2%) Magnetfeld ist essentiell für das Leben auf der Erde, da Kosmische Strahlung abgelenkt wird Sonnenwind wird abgeschirmt: führt zu Polarlichtern und Van-Allen-Gürtel Polsprünge treten alle Jahre, zuletzt vor Jahren, auf Proseminar SS2017 Erde und Mond 7

8 Mond Natürlicher Satellit der Erde Fünftgrößter Mond in unserem Sonnensystem Mond sehr groß relativ zur Erde Namensursprung vom Monat Apollo 11 landete am Abstandmessungen über Laserpulsmessungen an Spiegeln auf Mond Zahlen und Daten Abstand zur Erde: km Durchmesser: km Masse: 7, kg Fallbeschleunigung: 1,62 m/s 2 Fluchtgeschwindigkeit: 2,38 km/s Mittlere Dichte: kg/m Proseminar SS2017 Erde und Mond 8

9 Mond Innerer Aufbau Über seismische Aktivitäten und Dichtemessungen angenommen Nicht genau bekannt, da es nicht genug Messdaten gibt und es nur wenige, schwache Beben gibt Atmosphäre Nur Exosphäre vom Sonnenwind Magnetfeld Aktuell kein Magnetfeld Hinweise, dass es früher ein Magnetfeld geben musste Folgerung, dass es flüssigen Kern gab oder noch gibt Mondkrater Dunkle Lava Seen zu sehen Einschläge ungleichmäßig Detektierbar über Mascons Proseminar SS2017 Erde und Mond 9

10 Mondphasen Da Mond nur das Licht der Sonne reflektiert, ist er von der Erde aus unterschiedlich wahrnehmbar; Umlaufdauer beträgt 27,32 Tage Bahnneigung des Mondes von 5,15% ermöglicht Neu- und Vollmond sowie Sonnen- und Mondfinsternis Proseminar SS2017 Erde und Mond 10

11 Gezeitenkräfte Gezeitenkräfte bezeichnen im Allgemeinen, dass ein ausgedehnter Körper einem Gravitationsfeld unterliegt, welches räumlich variiert. Auswirkungen Periodische Wasserbewegungen auf der Erde: Gezeiten Sonne verstärkt den Effekt Gebundene Rotation des Mondes auf die Erde hat sich eingestellt Kann zum Auseinanderreißen von Planeten führen Entstehende Materiefluss in Doppelsternsystemen kann eine Supernova initiieren Proseminar SS2017 Erde und Mond 11

12 Entstehung des Mondes Bedingungen an die Entstehungstheorie Ungewöhnliche Größe des Mondes im Vergleich zur Erde Hoher Unterschied der Mittleren Dichten von Mond und Erde Fehlen von Wasser auf dem Mond, sowie auch von Eisen Sehr gute Übereinstimmung der Sauerstoff-Isotopenverhältnisse Ausdifferenzierung der Materie auf dem Mond Größe und Verteilung des Drehimpulses im Erde-Mond-System Entstehungstheorien Abspaltungstheorie Einfangtheorie Schwesterplanet-Theorie Öpik-Theorie Viele-Monde-Theorie Kollisionstheorie (Proto-Erde mit Theia) Rufu: Viele Einschläge auf Erde bilden den Mond? Proseminar SS2017 Erde und Mond 12

13 Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit! Proseminar SS2017 Erde und Mond 13

14 BACKUP Proseminar SS2017 Erde und Mond 14

15 Erde Zahlen und Daten Große Halbachse 1 AE (149.6 Mio. km) Perihel - Aphel AE Bahngeschwindigkeit km/s Neigung der Bahnebene 0.01 Neigung der Rotationsachse Neigung der Magnetfeldachse 11.5 Äquatordurchmesser 12, km Poldurchmesser 12, km Masse ^24 kg Mittlere Dichte 5.97 g/cm^3 Fallbeschleunigung 9.81 m/s^2 Fluchtgeschwindigkeit km/s Proseminar SS2017 Erde und Mond 15

16 Mond Erde Fakten und Eigenschaften (Atmosphäre, Aufbau, Magnetfeld) Mond Fakten und Eigenschaften (Atmosphäre, Aufbau, Magnetfeld) Erde Mond Stuff Bahn und Abstandsmessung (LLR) Gezeitenkräfte und gebundene Rotation Mondentstehung Verschiedene Theorien Probleme der Theorien und Kriterien Neue Theorie aus Israel: Lösungen und Probleme Mondkrater Großes Bombardement Krater und Mare Mascons und deren Erklärungen (und Mascon auf Erde)