Leben ohne den Mond: eine wissenschaftliche Spekulation Understand article

Übersetzt von Tina Martin. Rapide steigende Temperaturen, eine überschwemmte Landschaft, heftige Winde… Was wäre unser Planet ohne den Mond?

Der Mond, the moon, la lune. Sein Name und sogar sein Geschlecht variieren von Sprache zu Sprache, aber es besteht kein Zweifel, dass er von entscheidender Bedeutung für unser Bild der Erde ist. Können Sie sich die Erde ohne einen Mond vorstellen? Kein schönes, helles Objekt, das den Nachthimmel durchquert, am Horizont schwebend, späht durch Bäume in einer kalten Winternacht? Kein romantisches Mondlicht, keinBlue Moon, und keine Mondlandungen. Nicht nur dies würden wir vermissen – ohne den Mond würden wir nicht einmal existieren.

Stellen wir uns zwei Szenarien vor: (1) die Erde hätte nie einen Mond gehabt und (2) unser Mond würde plötzlich verschwinden. Aber lassen Sie zuerst uns an die Auswirkungen des Mondes auf die Erde erinnern.

Zeit und Gezeiten: der Einfluss des Mondes auf die Erde

Die Erde hatte nicht immer einen Mond, also wo kommt er her? Die führende wissenschaftliche Theorie lautet, dass ein Objekt mit einer Größe des Mars, genannt Theia, mit der Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren kollidierte. In einem schrägen Winkel auftreffend erhob sich eine Wolke aus Trümmern, die dann miteinander verschmolzen, um den Mond zu bilden. Dies hatte tiefgreifende Auswirkungen auf die Erde.

Die Erde und ihr neu gebildeter Mond übten aufeinander eine Gravitationskraft aus, die die Rotation der Erde verlangsamte und den Tag auf Erden von 5 Stunden auf 24 verlängerte (Touma & Wisdom, 1998). Tatsächlich verlangsamt der Mond bis zum heutigen Tag weiterhin die Erdumdrehung, wenn auch nur um 0,002 Sekunden pro Jahrhundert (Abbildung 1).

Die Gravitationskraft zwischen Erde und Mond stabilisierte zudem die Neigung der Erdachse und ergibt die heutige konstante Neigung von 23,5 °, die der Erde ihr vorhersagbares, ziemlich konstantes Klima und ihre Jahreszeiten schenkt (Abbildung 2). Ohne den Mond jedoch würde die Achse weiter schwanken.

Ein weiteres Merkmal unseres Planeten sind seine Ozeane: mehr als 70% der Erdoberfläche sind mit Salzwasser bedeckt, das in einer 12,5 h Gezeitenperiode steigt und sinkt. Die Kräfte, die die Gezeiten bewirken, sind komplex und beinhalten nicht nur die Zentrifugalkraft der Erdrotation, sondern auch die Gravitationskraft sowohl des Mondes als auch der Sonne (Abbildung 3). Die Auswirkung des Mondes jedoch ist zweimal höher als die der Sonne; daher hängt die Schwerkraft, die ein Objekt auf ein anderes ausübt, sowohl von seiner Masse als auch seiner Entfernung ab.

Wir wissen nicht, wie nah der Mond der Erde war, als er sich bildete, aber wir wissen, dass er mehr als 12 000 km entfernt und ihr näher war als heute (etwa 384 400 km). Das bedeutet, dass er zu Beginn viel längere Gezeiten verursachte als wir heute erwarten – Gezeiten, von denen man glaubt, dass sie vor rund 3,8 Milliarden Jahren wichtig zum Durchmischen der Ozeane und der frühen Evolution des Lebens waren (Comins, 1996).

Interessanterweise haben die Gezeiten und die Erdrotation einen Effekt auf den Mond. Zusammen ziehen sie den Mond, wodurch er sich ein klein wenig schneller dreht und da er sich schneller und schneller dreht, bewegt er sich von der Erde weg – wenn auch nur mit einer Rate von 3,82 cm pro Jahr (Abbildung 1).

Szenario 1: was, wenn wir nie einen Mond gehabt hätten?

Was wäre auf der Erde passiert, wenn vor 4,5 Milliarden Jahren Theia friedlich seinen Weg passierte ohne auf die Erde aufzutreffen und einen Mond zu bilden? Nun, Leben mancher Arten würde vermutlich auf der Erde existieren, aber Menschen fast sicher nicht. Denken Sie an den sehr langen Verlauf der Evolution, die kleinen Veränderungen, die winzigen Anpassungen, die Organismen an ihre Umwelt machen. Es hätte nur kleine Änderungen der Umwelt der Erde benötigt, um den Verlauf der Evolution drastisch zu verändern. Ich würde diesen Artikel nicht schreiben – und Sie würden ihn nicht lesen.

Und hätte sich der Mond nie gebildet, wäre die Erde ein ganz, ganz anderer Ort. Ein Tag auf Erden wäre nur 8-10 h lang, ohne einen Mond, der diesen verlangsamt. Die schneller werdende Drehung würde Winde von 160-200 km über die Erdoberfläche fegen. Die Neigung der Erde würde schwanken, wodurch dramatische Änderungen der Temperatur über Tausende von Jahren resultierten. Und obwohl unsere Meere noch Gezeiten hätten, wären die Gezeiten viel geringer – lediglich verursacht durch die Sonne.

Vielleicht möchten Sie Ihre Schüler bitten darüber zu spekulieren, welche Arten von Leben sich auf der mondlosen Erde entwickelt hätten, die extremen Temperaturen, starken Winden, geringen Gezeitenhüben und kurzen Tagen standhalten könnten.

Szenario 2: was, wenn unser Mond plötzlich verschwinden würde?

Angenommen der Mond würde morgen einfach verschwinden? Wir und alle anderen Organismen auf der Erde würden in ernsthafte Schwierigkeiten geraten: wir haben uns entwickelt, um unter einer bestimmten Reihe von Bedingungen zu leben und würden dann mit einem ganz anderen Umfeld konfrontiert werden. Diese Veränderungen würden im Verlauf von Tausenden bis Millionen von Jahren passieren, was wie eine lange Zeit klingen mag, aber die Änderungen würden dramatisch sein.

Ohne den Mond würde die Stabilität der Erdachse wieder verloren gehen, und mit ihm unsere vorhersagbaren Temperaturen. Betrachten wir die beiden Städte: Rom in Italien und Stockholm in Schweden. Im Sommer beträgt die durchschnittlich höchste Temperatur in Rom 29°C und im Winter die durchschnittliche höchste Temperatur 13°C. In Stockholm ist die Höchste im Sommer 20°C und im Winter ist sie 0°C^w1. Wenn sich die Erdkippachse änderte, würden sich die Temperaturen in diesen beiden Städten dramatisch verändern. Stellen Sie sich vor, die Temperaturen würden vertauscht werden: die Infrastruktur (z.B. Klimaanlagen oder Schneepflüge) wäre einfach in diesen Städten nicht vor Ort, damit Menschen komfortabel leben, arbeiten und essen können. Die Italiener, Schweden und alle anderen Lebensformen auf der Erde würden sich anpassen müssen oder wären vom Aussterben bedroht.

Umziehen könnte eine Option sein, aber nicht für alle Organismen. Korallenriffe beispielsweise sind empfindlich und komplexe Ökosysteme, die möglicherweise nicht in der Lage sind sich schnell genug der sich ändernden Wassertemperatur anzupassen und würden wahrscheinlich sterben (Saxby et al., 2003).

Da sich die Temperaturen veränderten, würde die Erde außerdem ihre bewährten kalten Regionen verlieren: die Pole, die riesige Mengen an Eis enthalten. Dieses Eis würde schmelzen und die Meeresspiegel würden ansteigen, was die Küsten auf der ganzen Welt veränderte. Länder wie die Niederlande würden von Wasser bedeckt sein.

Mit dem Mangel an Stabilität der Erdachse würden wir auch unsere regelmäßigen Jahreszeiten verlieren, mit weitreichenden Folgen. Überlegen Sie, wie viele Organismen wachsen, begatten sich, ziehen fort oder halten zu bestimmten Zeiten des Jahres Winterschlaf. Und drastische Veränderungen der Temperatur würden die Vegetationszeit und das Klima für Pflanzen beeinflussen, was die Nahrungsmittelproduktion für Milliarden von Menschen auf der Erde immer komplexer machen würde.

Nichts als Irrsinn?

Sie haben nicht erwartet so viele offene Spekulationen in einem Wissenschafts-Artikel zu finden. Wie auch immer, Schüler anzuspornen sich eine Welt ohne Mond vorzustellen, ist eine unterhaltsame Übung, um all die interessanten Arten zu verdeutlichen, wie der Mond die Erde zu dem wunderbaren Planeten macht, den wir kennen. Eine solche Übung führt nicht nur komplexe Physik in einen einfachen Zusammenhang, sondern gibt auch Schülern die Möglichkeit über den Verlauf der Evolution und die Art und Weise, in der jeder Aspekt unseres Lebens durch unsere Umwelt beeinflusst wird, zu überdenken.

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