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DIE GESCHICHTE DER MATERIE

4. Zyklus 

Die Entwicklung der Planeten in unserem Sonnensystem 

Üd:08.2014  

Vor 4,6 Milliarden Jahren hatte die Entstehung unsers Sonnensystems seinen Anfang. Auslöser dieser Planetengeburt war vermutlich das zufällige Umherschwirren von Gasmolekülen in der interstellaren Materienwolke, die sich in den Spiralgalaxien an den äußeren Spiralarmen konzentriert. Immer wieder geben Gasteilchen den viel größeren Staubkörnern einen Schubs und lassen sie aufeinanderprallen. Durch diese sogenannte "Brownsche Molekularbewegung" entstehen lose Gebilde wie Staubfusseln.

Nebel Erst wenn diese Planetenkeime ihre Masse durch weitere Zusammenstöße vervielfacht haben, bestimmen andere Einflüsse, etwa die Schwerkraft, ihr Wachstum. Die so durch Verklumpung entstandene, unförmig rotierende, Stau- und Gaswolke, gilt bei den Wissenschaftlern als unstrittige Brutkammer der Planeten.
Durch Fliehkräfte steigt die Rotation dieser Materiewolke, Schwerkräfte erhöhen dadurch ihren Innendruck. Hält der innere Druck die Schwerkraft nicht stand, kollabiert sie unter ihrer eigenen Masse. Zentrifugalkräfte verhindern jedoch, dass die gesamte Materie in die Mitte stürzt; statt dessen bildet sich ein flacher Kreisel aus. Damit im Zentrum dieser Staubscheibe die Abgrenzung eines Sterns möglich ist, muss
der rotierende Wirbel an Schwung verlieren. Dies geschieht durch das ausströmen von Gasteilchen in Polrichtung. Diese "Jets" haben nun die entscheidende Aufgabe, in nur wenigen 10.000 Jahren, ein Teil der Rotationsenergie aus diesem System zu nehmen. Etwa 100.000 Jahre nach dem Kollaps, so berechneten Astrophysiker, müsste sich bereits eine stabile Materiescheibe ausgebildet haben. In weiteren 100.000 Jahren bilden sich durch verklumpen von Staubkörnern kleine Asteroiden, die um den Jungstern kreisen. Aus ihnen entwickeln sich, nach wenigen Millionen Jahren, ausgewachsene Planeten.
Diese in den 50er Jahren von dem Astrophysiker J. Blum und seinem Team entwickelte These konnte erstmals in der Praxis simuliert werden. Die Forscher aus Jena benutzen feinsten Staub (mit einem Durchmesser von 2 tausendstel Millimeter), mischten ihn mit Gas und füllten es in eine Vakuumkammer, die zuvor in eine Raumfähre ins All expitiert wurde. An Bord des Space Shuttle "Discovery" wurde nun im Herbst 1998 Millionen von Daten und Bildern aus dieser kosmischen Simulation
gesammeltDie von den Computern bestätigte Möglichkeit der Planetenzüchtung wurde im Mai 1999 durch die Forschungsrakete "Masser 8" nochmals, mit einem neuen Modellversuch, zur Erkenntnisüberprüfung auf 300km Höhe geschossen.
Das Modell der Scheibentheorie erklärt auch plausibel, die unterschiedliche Beschaffenheit der Planeten. Im Inneren der protoplanetaren Wolke ist verschmolzene Materie Mangelware, da sie entweder vom Stern verschlungen, oder vom Sonnenwind nach außen gedrückt wird. Zudem können flüchtige Elemente in der Gluthitze kondensieren.

So konnte sich nahe der Sonne nur ein mickriger Merkur bilden. Weitab vom Zentralgestirn gelang es hingegen den Giganten Jupiter soviel Masse einzufangen, dass seine Schwerkraft ausreichte auch große Gasmengen an sich zu binden. Zum Leidwesen der Himmelsforscher fehlt der letzte Beweis für ihr Modell der Planetengeburt, da noch niemand die Geburt von Sterntrabanten, aus einer Nebelscheibe in unserem Universum, mit einem Teleskop erspähen konnte. Doch es mehren sich immer häufiger die Indizien für diese These.  Unter anderem wiesen Astronomen der University of Colorado, 1998 ungewöhnlich große Staubkörner in der Nähe dreier junger Sterne im Orion-Nebel nach. Mit schätzungsweise einem hundertstel Millimeter Durchmesser, sind die Teilchenzwar weit vom Planetenstadium entfernt, aber immerhin hundertmal größer als der Staub ringsum.o konnte sich nahe der Sonne nur ein mickriger Merkur bilden. Weitab vom Zentralgestirn gelang es hingegen den Giganten Jupiter soviel Masse einzufangen, dass seine Schwerkraft ausreichte auch große Gasmengen an sich zu binden. Zum Leidwesen der Himmelsforscher fehlt der letzte Beweis für ihr Modell der Planetengeburt, da noch niemand die Geburt von Sterntrabanten, aus einer Nebelscheibe in unserem Universum, mit einem Teleskop erspähen konnte. Doch es mehren sich immer häufiger die Indizien für diese These.Unter anderem wiesen Astronomen der University of Colorado, 1998 ungewöhnlich große Staubkörner in der Nähe dreier junger Sterne im Orion-Nebel nach. Mit schätzungsweise einem hundertstel Millimeter Durchmesser, sind die Teilchen zwar weit vom Planetenstadium entfernt, aber immerhin hundertmal größer als der Staub ringsum.
Sicher ist, dass wohl nach den beschriebenen Materienverklumpungen, vor etwa 5 Milliarden Jahren, unzählige Asteroiden sowie Meteoriten, mit einem Durchmesser von wenigen Millimeter bis zu 400km, unsere Sonne umkreisten. In diesem Sonnengürtel von Himmelskörpern, kam es zu Kollisionen und somit zu einer Verschmelzung von Materie. Durch immer wieder neue Zusammenstöße von Materienbrocken vergrößerte sich das Volumen einzelner Planeten, wodurch sich, proportional zur Masse, ihre Gravitation erhöhte.
In dieser interplanetarischen Entwicklungsphase entstanden 9 Planeten, die unsere Sonne seit Milliarden von Jahren, am äußeren Rand der Milchstraße umkreisen. In jüngster Zeit wurde ein zehnter Planet entdeckt "der Planet X", 
dieser am weitesten von der Sonne entfernte Planet, hat etwa die Größe des Planeten Plutos. Entdeckt wurde er bei der Vermessung von Flugbahnen einiger  Kometen, die unser Sonnensystem durchkreuzten.

Die Sonne bildet den Kern in diesem Planetensystem. 750.000 Jahre vor der Entstehung des Sonnensystem wurde die Sonne durch die Explosion einer Supernova geboren. Dies erkannte man an der chemischen Struktur der Meteoriten. Sie stellen das Urmaterial des Sonnensystems dar und haben ihre chemische Zusammensetzung seit ihrer Entstehung nicht mehr geändert. Die radioaktiven Isotope (Isotope eines Elements enthalten die gleiche Anzahl an positiven Protonen, aber unterschiedliche Anzahl an Neutronen) der Elemente Magnesium und Aluminium lassen sich nur durch die Kernprozesse während einer Supernota-Explosion erklären. 
Der Fixstern umkreist mit seinen Planeten das galaktische Zentrum der Milchstraße. Mit einer Geschwindigkeit von 250 Kilometer in der Sekunde braucht unser Sonnensystem für eine Umkreisung etwa 200 Millionen Jahre. Die Planeten wiederum werden durch die Kraft der Gravitation in eine elliptische Umlaufbahn um die Sonne gezwungen. Durch die gewaltige Masse der Sonne sind nicht nur die einzelnen Planeten fest in ihrer Umlaufbahn um die Sonne gebunden, je näher ein Planet um die Sonne kreist um so schneller muss seine Fluggeschwindigkeit sein. Würde er zu langsam fliegen so würde die Anziehungskraft der Sonne ihn abstürzen lassen und mit seiner glühende Masse verschlingen.
Unsere Erde, mit einer Fluggeschwindigkeit von 30 Kilometern pro Sekunde, benötigt ein Jahr um die Sonne zu umfliegen; Pluto dagegen 284 Jahre. Auch viele Kometen aus der galaktischen Tiefe kehren in einem festen Zyklus immer wieder in das Planetensystem der Sonne zurück. Kometen, die in einem durchschnittlichen Zyklus von 10 Jahre in unser Planetensystem eindringen, bestehen zum größten Teil aus Eis und Staub. Ihre Flugbahn wird von der Gravitation der Sonne und deren Planeten beeinflusst, so dass sie bei ihrer elliptischen Flugbahn durch unser Sternensystem immer wieder in die Nähe der Sonne gelangen. Hierbei erhöht sich ihre Temperatur, dass Eis schmilzt und der typische Kometenschweif aus Gas und Staub entsteht. Die kleinste Veränderung im Gravitationsfeld dieser Flugbahnen könnte den Asteroiden oder Kometen aus seiner Umlaufbahn werfen. Die Folge wäre eine unberechenbare kosmische Bombe, die dann von der Gravitation eines Planeten oder Sterne angezogen, auf ihn einstürzen würde. Diese sogenannten Vagabunden kommen in der Regel aus der kosmischen Tiefe des Planetengürtels, der zwischen Mars und Jupiter seine Grenzen hat, also auch unsere Erde gefährden können. Die Planetoiden haben einen Durchmesser bis zu 100 Kilometer. Die Kometen wiederum stammen aus der Urwolke der interplanetarischen Asche das unser Sonnensystem umhüllt.
Durchkreuzt nun unsere Erde auf ihrer Sonnen-Umlaufbahn die Staubpartikel eines  Kometenschweifs, so verglühen die Partikel durch die Reibungshitze in unserer Atmosphäre. Am Horizont leuchten sie als sogenannte Sternschnuppen. Diese, auch Meteore genannt, schießen mit Geschwindigkeiten um 250.000 Kilometer pro Stunde in die oberen Schichten der Atmosphäre und werden blitzartig abgebremst, dabei wird Energie in Form von Wärme und Strahlen frei. Der Vorgang führt zu dem Aufleuchten in rund 100 Kilometer Höhe. siehe: Die Leoniden kommen

Bei der Umrundung unsere Galaxie treffen wir auf viele Vagabunden von Meteoriten und Asteroiden. Jupiter schützt uns in vielen Fällen vor einer Kollision mit den ihnen. 1994 war die letzte gemessene Explosion auf dem Jupiter. Ursache war die Kollision mit einem Meteorit der größer al
s
die Erde war und eine Explosion von über 200 Atombomben auslöste. Auf der Erd wäre jedes Leben ausgelöscht worden. Die Astronomen berechneten, dass wir alle 30 Millionen Jahre ein dichtes Sternen und Kometen Feld durchfliegen, dann ist die Gefahr am größten von einem großen Meteorit getroffen zu werden. Dies geschah auch vor 65 Millionen Jahren als die Dinosaurier auf unsere Erde ausstarben. siehe: 8 Zyklus

Die Erde
Unsere Erde entwickelte sich vor etwa 4,6 Milliarden Jahre, ebenfalls nach der Theorie der Materienverklumpung, zu einem immer größer werdenden Trabanten. Da aber, in relativer Erdnähe der Planet Jupiter, mit seinem viel größeren Volumen (Durchmesser 141.700 km und 16 Monde) und die damit verbundene Anziehungskraft, ein Schutzschild für unsere Erde bildet, waren die Einschläge größere Meteoriten  relativ selten. Ohne die gewaltige Anziehungskraft des Jupiters wäre wohl unsere Erde von Kratern der vielen Meteoriteneinschläge übersät und eine Lebensentwicklung wohl kaum möglich gewesen.  
Trotz Jupiters Anwesenheit, stürzten in der Entwicklungsphase der Erde immer wieder, bei der Flugbahn um die Sonne, größere Gesteinsbrocken auf den Trabanten. Gewaltigen Explosionen verursachten einerseits eine weitere Vergrößerung des Erd-Volumens, anderseits wurden durch die unablässigen Detonationen eine brodelnde und glühende Erdoberfläche aus Feuer und Lava geschaffen. Allmählich verbrauchte sich der kosmische Trümmervorrat von unzähligen Materienbrocken, die um die Umlaufbahn der Sonne kreisten, sodass die Einschläge auf unserm Planeten immer seltener wurden.  Etwa 500 Millionen Jahre benötigte unsere Erde um ihr Volumen durch die Verklumpungs- und Kollisionsmechanismen abzuschließen.
Die Erde besaß zu diesem Zeitpunkt noch keine Atmosphäre und war in ihrer Achselage noch sehr unstabil. 
Die Erdeoberfläche  brodelte aus ihrer glühenden Kruste. Heftige Vulkanausbrüche und Fontänen aus Dampf und Staub ließen immer wieder Wasseransammlungen aus dem Inneren des Erdmantel Verdampfungen. Die schweren Elemente (wie z.B. Eisen) sinken ins Innere der Erde und bilden den Erdkern. Dadurch bildeten sich Gase die aus dem Erdinneren in die Atmosphäre stieg. Die erste Atmosphäre aus Wasserdampf, Chlorwasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Stickstoff umhüllte die Erde. Zu dieser Zeit rast ein
riesiger Asteroid von der Größe des Mars auf die Erde zu, er taucht in die Atmosphäre ein und explodiert beim Aufprall auf die Erdoberfläche,   Lava-fontänen aus dem Einschlagkrater des Erdinneren schossen ins All. Der Gesteinsstaub aus dieser Fontäne bildete einen Ring um unseren Planeten. Aus den Trümmer dieser Staubwolke verdichteten sich die Partikel zu einem immer größer werdenden Steinsbrocken, aus dem sich dann schließlich der Erdtrabant  "Mond" entwickelte.
siehe: Der Mond

Durch den Aufprall kippe die Rotationsachse um 23Grad und beschert der Erde die Jahreszeiten
Zeuge dieser stürmischen Urzeit sind die "Zirkonen- Minerale. Das hadeanische Wirtsgestein aus Magmakristallen ist längst vergangen und im Erdinneren verdampft. Die Kristalle aber überlebten die Höllenglut und tragen eine geologische Uhr, die mit ihrer Entstehung zu ticken begann. Der geologische Zeitmesser ist der Zerfall des Urans zu Blei, Ihr Mengenverhältnis bestimmt den Anfang und das Alter der Probe. So zeigt sich, dass die Erdkruste vor etwa 4,4 Milliarden Jahre erstarrte, rund 100 Millionen Jahre nach ihrer Entstehung. Da die Wissenschaft annimmt, dass dieses Gestein durch Wasser abgekühlt wurde, existierte wohl zu dieser Zeit flüssiges Wasser. Durch unzählige Verdampfungen von Wasser,  Gas und Magma  entstand schließlich die erste Atmosphäre, die unsere Erde zusätzlich vor größeren Meteoriteneinschläge schützte und das kondensierte Wasser von der Erdoberfläche vor der weiteren Verdampfung ins All bewahrte. Nun konnte das Gestein schneller abkühlen und es entstanden die ersten beständigen Weltmeere. 

Die Evolution des Lebens konnte nun seinen Anfang nehmen.
                                                           

  Planeten und ihre Daten 

Planeten Hyahu
Der Komet Hyakutake bei seinem Durchflug durch das Sonnensystem, Richtung Erde, wobei er am 26.03.1996 mit einer Entfernung von 9,3 Millionen Kilometer an unseren Planeten vorbei flog.

Der Mond und seine Geschichte

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Fortsetzung: 5 Zyklus

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