Übersicht
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Übersicht
- 19.10. Einführung (cb, mh)- 26.10. Motive, Konzepte, Begriffe und Definitionen
(cb)- 2.11. Erdgeschichte (mh) - 9.11. Evolutionsgeschichte (mh) - 16.11. C-Kreislauf, Modellansätze abiotische Systeme (mh)- 23.11. Organismen und ihre Autökologie (cb) - 30.11. Funktionen, Prozesse, Wechselwirkungen (cb)- 7.12. Populationsökologie (cb)- 14.12. Metapopulation und Trophiestufen (cb)- 21.12. Biozönosen und Ökosysteme (Synökologie) (cb) - 11. 1. Zeitliche Muster (mh)- 18. 1. Räumliche Muster (cb)- 25. 1. Serviceleistungen von Ökosystemen (mh)- 1. 2. Forst-, Land-, Fischwirtschaft, Naturschutz (mh)- 8.2 Umweltveränderungen und Umweltschutz (cb,mh)
Charakterisierung der (unbelebten) Umwelt von Organismen
Externe Faktoren z.B. Temperatur, allg.: intensive Faktoren Fragen ob transient oder stationär
(lokales Gleichgewicht) Ressourcen
z.B. Niederschlagsmenge, allg.: extensive Faktoren
Fragen ob endlich oder erneuerbar (Funktionen an den Rändern)
Beziehungen zwischen biotischen und abiotischen
Aspekten
Abiotische UmweltGeologie, Geochemie, etc.
BiotaEvolutionsbiologie,Populationsbiologie, etc.
Natürliche Selektion (Darwin, 1869)
Verbrauch (Ressourcen, extensive Variablen)Verschmutzung (externe Faktoren, intensive Variablen)
Datierung/Zeitskalen• Vorgeschichte (104-109 Jahre)
• radioaktiver Zerfall• Abkühlung der Erde, Zunahme
verwitterter Oberflächen und Sedimente
• „molekulare Uhren“• archäologische Spuren (Artefakte)
• Geschichte (104-100 Jahre)• historische Aufzeichnungen (Schrift)• Dokumentierte menschliche Eingriffe
Umweltwissenschaften: Meilensteine
- Form, Größe und Alter der Erde- chemischer Element-Begriff- Energieerhalt- Prozesse des Wärmetransports in der
Atmosphäre (Wasserkreislauf)- Prozesse des Wärmetransports in der
Lithosphäre (Siliziumkreislauf)- Wissen um und Kontrolle von
Stoffmengen (statt Konzentrationen)
Ko-Evolution von Biosphäre und deren unbelebter Umwelt
aus: Lunine (1999)
Die Geschichte der Schätzungen des Alters der Erde
Heutiges Bild der Erde
Eine kurze Geschichte des Lebens
Theorien basieren auf:- Metabolismus zuerst oder- Selbstreproduktion zuerst
Eckdaten der Erdgeschichte
physikalisch/chemische Entstehungsbedingungen des Lebens
• Wärmetransport • in der kontinentalen und ozeanischen Kruste• in der Atmosphäre
• Geochemische Kreisläufe • Wasser• CO2
• O2
• Vergleich: Venus, Erde, Mars• Die frühe Erde als „lebensfreundlicher
Planet“
Konvektiver Wärmetransport
Chemische Differenzierungen
% Si Mg Ca K
Primitiver Mantel
46,0 37,8 3,2 0,03
Kontinent. Kruste
66,3 2,5 3,6 2,9
Ozeanische Kruste
50,3 7,6 11,3 0,2
Oberer Mantel 43,6 45,2 1,1 0,008
Erde/Venus Vergleich
Wärmetransport
• Wärmetransport im Kern und Mantel• Abnehmend [mW/m2]• Die Rolle von Wasser (z.B. hydrothermale
Zirkulation in der Tiefsee, chemische Differenzierung der Kruste)
• Wärmetransport in der Atmosphäre• Zunehmend (blasse, junge Sonne) [W/m2]• Die Rolle von Wasser (z.B. Treibhausgas,
Albedo, Karbonatbildung)
Schnitt vom Pazifik bis unter die Anden
Das aktuelle Geschwindigkeitsfeld
Rekonstruktion der Kontinentverteilungen
From: http://www.lothar-beckmann.de/Globalklima/seite14.htm
Rekonstruktion der Kontinentverteilungen
From: http://www.lothar-beckmann.de/Globalklima/seite14.htm
Vorhersage der Kontinentverteilungen
From: http://www.lothar-beckmann.de/Globalklima/seite14.htm
Modell für drei verschiedene Magmatypen
From: Lee R. Kump and James F. Kasting (2001)
Spuren eines Hotspots
Zusammenfassung: Geologie
- Naturgeschichte setzt Randbedingungen für Biosphäre
- „kein Wasser, kein Granit, keine Kontinente“
- Uniformismus der Prozesse, aber Geschichte ihrer Ausprägung ...)
- Über lange Zeiträume gegenseitige Beeinflussung von Geschichte der Erde und des Lebens