W2 System Erde Flashcards
deterministisches System
aktueller Zustand durch frühere Zustände bestimmt, Vorhersehbarkeit, keine Zufälligkeit/Unsicherheit
Entwicklung Planete blaue Grafik
Roter Planet: Meteroiten/Asteroiten formen Erde, 4 Mrd. J.
Uratmosphären: Protozellen, 3,8 Mrd J.
Rotbrauner Planet: CO2 Athmosphäre, Archae, Proto Eukarya, Bakterien, 2 Mrd. J.
Blauer Planet: O2 Athmosphäre, Eukaryoten, Endosymbiose, Oxybakterien, Cynobakterien, Tiere, Pilze, Pflanzen
Modellsimulation Raumentwicklung
Glazial-Interglazialzyklen, Neolithikum, 1750 AD, 1950er Acceleration, 2100
Life timeline
Hadean: Cool down, Water
Archean: Single celled life, Photosynthesis
Proterozoic: Photosysnthesis, Eukaryotes, Multicellular life, early Plants
Phanerozoic: Plants, Arthropodus Molluscs, Dinosaurs, Mammals, Flowers, Birds, Primates
Athmosphäre & Biologie?
Lebewesen verändern substantiell die Athmosphäre, Erfindung Photosynthese
autotroph/heterotroph
betreibt Photosynthese/benötigt durch Phot. freigesetzte Moleküle
Pleistozän
Epoche mit Eiszeit und Warmzeit Zyklen
Zeit des quartären Eiszeitalters, 2,5 Mio Jahre - 10’000 J. vor heute/Holozän
Geschichte Life timeline
glühend heiss, musste abkühlen, kein Wasser/erstes Leben, Photosynthese mit Wasserdampf aus Athmosphäre, da O2 Abfallprodukt Änderung Athmos/Plattentektonik, Gase durch Vulkane in Athmos, Recycling von Material Erdkruste, oxidierender Zustand/mehrzellige Lebewesen, Cambrian Explosion/Abkühlung, mehr Pflanzen, weniger CO2 in Athmo, kleinerer THE, kühlere Temp/Plaistozän, Entstehung Primaten
Athmosphäre frühe Zusammensetzung
Wasserdampf, Stickstoff, CO2, Methan
Redoxreaktion
oxidierend: Stoff nimmt e auf, andere geben ab
reduzierend: Stoff gibt e ab, andere nehmen auf
(Wasserstoff & Sauerstoff)
Zusammensetzung Athmosphäre heute
durch Entwicklung Planeten entstanden, CO2 aus Athmos raus, hohe O2 Produktion, Veränderung Klima
Cynobakterien
produzieren Phytotoxin, Stickstoff aus Athmos zu Nitrat wandeln, Pflanzen verfügbar machen (Wachstum)
lebensnotwendiger Stickstoff von Bakterien
phototroph
Organismen die Licht benötigen um Stoffwechsel zu betreiben
Abkühlung Erde
feste Kruste bricht auseinander, Plattentektonik ensteht, Subduktion ozean. Kruste unter kont. Kruste führt zu Recycling CO2, Kalziumkarbonat in hohen Temp = CO2, Mittelozeanischer Rücken
Recycling CO2 Subduktion
CO2 wird in Gestein eingebunden, Kalkstein von marinen Sedimenten, Vulkanausbrüche für Freisetzung
Abbildung Ko-Evolution Leben und Erd-Subsysteme
Zeitalter, Athmosp. Gase, Biosignaturen, Leben, Erdkruste/mantel/kern
Albedo Strahlungshaushalt
weisse Erde, Eis = kühle Erde, kurzwellige Strahlung wird reflektiert, kühlere Erde
Glazial/Interglazial Zyklen Daten ant. Eis
Methan, Kohlendioxid, Temparatur, Staub
Daten Temparatur
Planet hat zyklisches Verhalten, Eiszeit & Warmzeit, periodisch, alle 100’000 J., wiederkehrbare Entwicklung
Daten Kohlendioxid
hohe Temp. = hohe CO2, Erde funktioniert wie in Labor
Daten Methan
Potentes THG, 15 J. Verweilzeit (CO2 100 J), Entstehung durch Bakterien in anaeroben Bedingunen, hohe Temp = hohes Methan, je feuchter desto mehr Methan
Anaerobe Bedingunen
kein O2 vorhanden, Sumpfgebiete, geringe Wassersättigung
Grund für Glazial/Interglazialzyklen Periode
Orbitalparameter bestimmen Strahlungsbilanz, Veränderung der Parameter (Elipse, Achse, Bahn unkonstant), Neigung der Erdachse, alle 100’000 J. minimale sömmerliche Einstrahlung Nordhemisphäre > Gletscher Wachstum
Zusammenhang Methan/Kohlendioxid/Temp
wärmere Welt = feuchtere Welt, Clausius-Clapeyron Beziehung, nicht linearer Anstieg von Wasserdampfsättigung in Luft; mehr Methan & CO2, je wärmer Meer Temp desto weniger CO2 lösen, Meer wird umso wärmer da CO2 wieder in Athmo
Clausius Clapeyron
Zusammenhang zwischen dem Druck und der Temperatur eines Systems
Rückkopplungen
positive: anfängliche Änderung wirkt Prozesse aus die Änderung verstärken (Eis Albedo)
negative: Änderung wirkt Prozess aus der ursprüngliche Änderung verkleinert (Wolkenbildung)
Ostillation
natürliche Schwankungen im Klimasystem die durch Rückkopplungen verstärkt/abgeschwächt werden können, Bandbreite der natürlichen Schwankungen überschritten
Daten Staub
Staub = feste Aerosole, Verdünnungs/Matrixeffekt, Hinweise globale Staubbelastung
Abkühlung der Erde
Verdünnungseffekt Staub
durch Eis - Dynamik exportiert führt zu Aufnahme von Staub in Eis, wirkliches Konzentrat von Staub nicht messbar, dafür nachweislich zu welcher Zeit Eis gehört
Staub Entstehung & Erdoberfläche
entsteht wenn bei wenig Vegetation die Landoberfläche vor hoher Windgeschwindigkeit schützt, während Eiszeit hoher Staubgehalt in Athmos. Hohe Dichte führt zu Reflektion von Sonnenlicht, noch kältere Temp.
Eiszeit Winde
geringe Temp. Reduktion in Tropen, Pole sehr kalt, grosser Temp. Unterschied, steigender Druckunterschied, stärkere Winde. Wenig Vegetation, trocken
Staub & Algen
Staub = eisenreich, Eisen limitierendes Element für Wachstum von Algen, hohe Staub Konzentration, Staub geht auf Ozeanfläche, mehr Algen, mehr Photosynthese, CO2 aus Athmos und tief im Ozean lagern, geringerer THE
limitierendes Element
dringend notwendig, notwendig für, ausschlaggebend, etc.
Anthropozän
Zeitalter der Menschen, Mensche = wichtigster Einfluss auf geo, biologische Prozesse, dominiert
Globale Temp letzte 2’000 Jahre
Kurzfristige Trends, Tropische Vulkanausbrüche können Aerosole global verteilen & potenziell Erde für paar Jahre abkühlen
Volcanic forcing
durch Vulkanausbrüche werden Aerosole in Athmos gegeben, können Albedo verstärken da Partikel verdichten, verringert Temp und Tageslichtdauer
solares Minimum
Zyklus der Sonne, alle 11 Jahre, minimale solare Aktivität, Sonnenfleck und Sonneneruption, Temp Einfluss
Jahr ohne Sommer 1816
Ausbruch indonesischer Vulkan Tambora im April 1815, Frostperioden, schwere Unwetter, kalte Temparatur
Einflüsse auf Temp. Änderungen
je nach Zeitskala haben andere Effekte/Prozesse grossen Einfluss; Orbitales Signal/Sonne/Vulkane/Landschaftsumnutzung
Milanković Zyklen
periodische Änderungen in Erdumlaufbahn und Erdrotation, beeinflussen Klima der Erde langfristig nicht kurzfristig (wie anthropozäne)
Temparatur Anomalien
Abweichungen der Temperatur von langjährigen Temperatur-Mittelwerten
Faktoren Anomalien
Vulkane, Sonnen, Ozeanische Zirkulation, Albedo Veränderungen, THG, Landumnutzung
Multicentennial-scale
Prozesse/Ereignisse die sich über mehrere Jahrhunderte erstrecken/Zeitabständen Hunderten von Jahren
(Sonne, Vulkane, etc)
100’000 Jahre Skala
Orbitales Signal
Systemdynamik
Rückkoplungen, Ressourcenlager/recycling, dynamische Gleichgewichte, nich-lineare Systemveränderung, Kipppunkte
Strahlungsbilanz
Gleichgeweicht einfallender & ausgehender Strahlung
THG machen Planet bewohnbar und nicht eiskalt, THG wieder raus oder gespeichert
Silikat - Kohlenstoff Kreislauf
XSiO3 + CO2 <=> XCO3 + SiO2
X = Ca, K, Na, etc.
