Die Erde ist der einzige Planet in unserem Sonnensystem, auf dem bekanntermaßen Leben existiert. Nach allen beobachtbaren Anzeichen ist die Erde jedoch der einzige Ort in unserem Sonnensystem, an dem Leben an der Oberfläche existieren kann und tut.
Dies ist auf eine Reihe von Faktoren zurückzuführen, darunter die Position der Erde relativ zur Sonne. Da sich die Erde in der „Goldlöckchen-Zone“ (auch als bewohnbare Zone bezeichnet) befindet und eine Atmosphäre (und Magnetosphäre) vorhanden ist, kann sie auf ihrer Oberfläche eine stabile Durchschnittstemperatur aufrechterhalten, die die Existenz von warmem, fließendem Wasser auf ihrer Oberfläche ermöglicht und lebensfreundliche Bedingungen.
Variationen:
Die durchschnittliche Temperatur auf der Erdoberfläche hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Dazu gehören die Tageszeit, die Jahreszeit und der Ort, an dem die Temperaturmessungen durchgeführt werden. Angesichts der Tatsache, dass die Erde eine Sternrotation von ungefähr 24 Stunden erfährt - was bedeutet, dass eine Seite nie immer der Sonne zugewandt ist - steigen die Temperaturen am Tag und fallen am Abend, manchmal erheblich.
Und da die Erde eine geneigte Achse hat (ungefähr 23 ° zum Sonnenäquator), sind die nördliche und südliche Erdhalbkugel während der Sommer- bzw. Wintersaison entweder zur Sonne hin oder von dieser weg geneigt. Und da die äquatorialen Regionen der Erde näher an der Sonne liegen und bestimmte Teile der Welt mehr Sonnenlicht und weniger Wolkendecke erfahren, variieren die Temperaturen weit über den Planeten.
Allerdings erlebt nicht jede Region auf dem Planeten vier Jahreszeiten. Am Äquator ist die Temperatur im Durchschnitt höher und die Region erlebt keine kalten und heißen Jahreszeiten wie die nördliche und südliche Hemisphäre. Dies liegt daran, dass sich die Menge an Sonnenlicht, die den Äquator erreicht, nur sehr wenig ändert, obwohl die Temperaturen während der Regenzeit etwas variieren.
Messung:
Die durchschnittliche Oberflächentemperatur auf der Erde beträgt ungefähr 14 ° C; aber wie bereits erwähnt, variiert dies. Zum Beispiel war die heißeste Temperatur, die jemals auf der Erde gemessen wurde, 70,7 ° C (159 ° F), die in der iranischen Lut-Wüste gemessen wurde. Diese Messungen waren Teil einer globalen Temperaturerhebung, die von Wissenschaftlern am Earth Observatory der NASA im Sommer 2003 bis 2009 durchgeführt wurde. In fünf der sieben untersuchten Jahre (2004, 2005, 2006, 2007 und 2009) war die Lut-Wüste der heißeste Ort auf der Erde.
Es war jedoch nicht der heißeste Ort für jedes einzelne Jahr in der Umfrage. Im Jahr 2003 verzeichneten die Satelliten in den Buschlandschaften von Queensland, Australien, eine Temperatur von 69,3 ° C (156,7 ° F) - die zweithöchste in der Siebenjahresanalyse. Und im Jahr 2008 wurde der Flaming Mountain mit einer jährlichen Höchsttemperatur von 66,8 ° C (152,2 ° F) im nahe gelegenen Turpan-Becken in Westchina fällig.
In der sowjetischen Wostok-Station auf dem Antarktischen Plateau wurde die kälteste Temperatur gemessen, die jemals auf der Erde gemessen wurde. Unter Verwendung bodengestützter Messungen erreichte die Temperatur am 21. Juli 1983 ein historisches Tief von -89,2 ° C (-129 ° F). Die Analyse der Satellitendaten ergab eine wahrscheinliche Temperatur von etwa -93,2 ° C (-135,8 ° F; 180,0) K), ebenfalls in der Antarktis, am 10. August 2010. Dieser Wert wurde jedoch nicht durch Bodenmessungen bestätigt, und daher bleibt die vorherige Aufzeichnung erhalten.
Alle diese Messungen basierten auf Temperaturmessungen, die gemäß dem Standard der World Meteorological Organization durchgeführt wurden. Nach diesen Vorschriften wird die Lufttemperatur bei direkter Sonneneinstrahlung gemessen - da die Materialien im und um das Thermometer Strahlung absorbieren und die Wärmeerfassung beeinflussen können - und die Thermometer müssen 1,2 bis 2 Meter über dem Boden aufgestellt werden.
Vergleich mit anderen Planeten:
Trotz Temperaturschwankungen je nach Tageszeit, Jahreszeit und Ort sind die Temperaturen der Erde im Vergleich zu anderen Planeten im Sonnensystem bemerkenswert stabil. Beispielsweise reichen die Temperaturen auf Quecksilber aufgrund seiner Nähe zur Sonne, des Fehlens einer Atmosphäre und seiner langsamen Rotation von geschmolzen heiß bis extrem kalt. Kurz gesagt, die Temperaturen können auf der der Sonne zugewandten Seite bis zu 465 ° C erreichen und auf der von ihr abgewandten Seite auf -184 ° C fallen.
Die Venus ist dank ihrer dichten Atmosphäre aus Kohlendioxid und Schwefeldioxid der heißeste Planet in unserem Sonnensystem. Am heißesten kann es regelmäßig Temperaturen von bis zu 460 ° C erreichen. Währenddessen beträgt die durchschnittliche Oberflächentemperatur des Mars -55 ° C, aber der Rote Planet weist auch eine gewisse Variabilität auf. Die Temperaturen reichen am Mittag am Äquator bis zu 20 ° C und an den Polen bis zu -153 ° C.
Im Durchschnitt ist es jedoch viel kälter als die Erde, befindet sich am äußeren Rand der bewohnbaren Zone und aufgrund seiner dünnen Atmosphäre - die nicht ausreicht, um Wärme zu speichern. Darüber hinaus kann die Oberflächentemperatur aufgrund der exzentrischen Umlaufbahn des Mars um die Sonne um bis zu 20 ° C variieren (was bedeutet, dass er an bestimmten Punkten seiner Umlaufbahn näher an der Sonne liegt als an anderen).
Da Jupiter ein Gasriese ist und keine feste Oberfläche hat, ist eine genaue Beurteilung der „Oberflächentemperatur“ unmöglich. Messungen von der Oberseite der Jupiterwolken aus zeigen jedoch eine Temperatur von ungefähr -145 ° C. Ebenso ist Saturn ein ziemlich kalter Gasriesenplanet mit einer Durchschnittstemperatur von -178 ° Celsius. Aufgrund der Neigung des Saturn werden die südliche und die nördliche Hemisphäre unterschiedlich erwärmt, was zu saisonalen Temperaturschwankungen führt.
Uranus ist der kälteste Planet in unserem Sonnensystem mit einer niedrigsten gemessenen Temperatur von -224 ° C, während die Temperaturen in der oberen Atmosphäre von Neptun nur -218 ° C erreichen. Kurz gesagt, das Sonnensystem lässt das Spiel von extrem kalt bis extrem heiß laufen, mit viel Varianz und nur wenigen Orten, die gemäßigt genug sind, um das Leben zu erhalten. Und von all diesen scheint nur der Planet Erde das sorgfältige Gleichgewicht zu finden, das erforderlich ist, um ihn dauerhaft aufrechtzuerhalten.
Variationen im Laufe der Geschichte:
Die Schätzungen der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Erde sind etwas begrenzt, da die Temperaturen erst seit zweihundert Jahren aufgezeichnet wurden. Daher haben sich die aufgezeichneten Höhen und Tiefen im Laufe der Geschichte erheblich verändert. Ein extremes Beispiel hierfür wäre in der frühen Geschichte des Sonnensystems vor etwa 3,75 Milliarden Jahren.
Zu diesem Zeitpunkt war die Sonne etwa 25% schwächer als heute, und die Erdatmosphäre befand sich noch im Entstehungsprozess. Nach einigen Untersuchungen wird jedoch angenommen, dass die Uratmosphäre der Erde aufgrund ihrer Methan- und Kohlendioxidkonzentrationen Oberflächentemperaturen über dem Gefrierpunkt gehalten haben könnte.
Die Erde hat in den letzten 2,4 Milliarden Jahren auch periodische Klimaveränderungen erfahren, darunter fünf große Eiszeiten - bekannt als Huronian, Cryogenian, Anden-Sahara, Karoo bzw. Pliozän-Quartär. Diese bestanden aus Gletscherperioden, in denen die Ansammlung von Schnee und Eis die Oberflächenalbedo erhöhte, mehr Sonnenenergie in den Weltraum reflektiert wurde und der Planet eine niedrigere atmosphärische und durchschnittliche Oberflächentemperatur beibehielt.
Diese Perioden wurden durch „interglaziale Perioden“ getrennt, in denen ein Anstieg der Treibhausgase - wie sie durch vulkanische Aktivität freigesetzt werden - die globale Temperatur erhöhte und ein Auftauen verursachte. Dieser Prozess, der auch als „globale Erwärmung“ bezeichnet wird, ist in der Moderne, in der die menschliche Handlungsfähigkeit zu einem dominierenden Faktor für den Klimawandel geworden ist, zu einer Quelle von Kontroversen geworden. Daher verwenden einige Geologen den Begriff „Anthropozän“, um sich auf diese Zeit zu beziehen.
Dank steigender Konzentrationen von CO² und anderen Treibhausgasen, die durch menschliche Aktivitäten erzeugt werden, sind die durchschnittlichen Oberflächentemperaturen seit Mitte des 20. Jahrhunderts stetig gestiegen. In den letzten Jahrzehnten hat die NASA über das Earth Observatory einen durchschnittlichen Anstieg der Oberflächentemperatur aufgezeichnet.
Innentemperaturen:
Wenn es um die Temperaturen von Planeten geht, gibt es einen großen Unterschied zwischen dem, was an der Oberfläche gemessen wird, und den Bedingungen im Inneren des Planeten. Im Wesentlichen wird die Temperatur kühler, je weiter man sich vom Kern entfernt, was darauf zurückzuführen ist, dass der Innendruck des Planeten den Vater, den man verlässt, stetig verringert. Während Wissenschaftler noch nie eine Sonde in den Kern unseres Planeten geschickt haben, um genaue Messungen zu erhalten, wurden verschiedene Schätzungen vorgenommen.
Beispielsweise wird angenommen, dass die Temperatur des inneren Erdkerns bis zu 7000 ° C beträgt, während der äußere Kern zwischen 4000 und 6000 ° C liegt. Der Erdmantel, die Region, die direkt unter der äußeren Erdkruste liegt, wird auf etwa 870 ° C geschätzt. Und natürlich kühlt sich die Temperatur stetig ab, wenn Sie in die Atmosphäre steigen.
Am Ende variieren die Temperaturen auf jedem Planeten unseres Sonnensystems aufgrund einer Vielzahl von Faktoren erheblich. Nach allem, was wir sagen können, ist die Erde allein darin, dass sie Temperaturschwankungen aufweist, die klein genug sind, um ein gewisses Maß an Stabilität zu erreichen. Grundsätzlich ist es der einzige Ort, von dem wir wissen, dass es warm genug und kühl genug ist, um das Leben zu unterstützen. Überall sonst ist es einfach zu extrem!
Das Space Magazine hat Artikel über die Temperatur der Erde und die Temperatur der Planeten. Hier sind einige interessante Fakten über den Planeten Erde und hier ist ein Artikel darüber, warum die Erde Jahreszeiten hat.
Wenn Sie weitere Informationen zur Erde wünschen, lesen Sie den NASA-Leitfaden zur Erforschung des Sonnensystems auf der Erde. Und hier ist ein Link zum Earth Observatory der NASA.
Weitere Informationen finden Sie im Temperatur-Tracker der Erde und in den saisonalen Temperaturzyklen.
Wir haben auch eine Episode von Astronomy Cast rund um den Planeten Erde aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 51: Erde.
