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Die Erdatmosphäre in 4,5 Milliarden Jahren – wechselnde Zusammensetzung und die Entwicklung des Lebens

ChemieAngewandte und praktische ChemieAlter 14–15

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Ziehen Sie den Zeitregler von der frühen, vulkanisch entstandenen Atmosphäre (vor allem CO₂ und Wasserdampf, etwas N₂, fast kein O₂) bis zur heutigen Luft (N₂ 78 %, O₂ 21 %, Ar 0,93 %, CO₂ etwa 0,04 %). Beobachten Sie, wie Wasserdampf zu Ozeanen kondensiert, CO₂ sich löst und in Carbonatgesteinen und fossilen Brennstoffen gebunden wird, Cyanobakterien, Algen und Pflanzen den O₂-Anteil erhöhen (Große Sauerstoffkatastrophe) und die Ozonschicht entsteht. Ein Kreisdiagramm und ein Zeitdiagramm aktualisieren sich laufend, und eine Tabelle nennt den Vorgang, der jedes Gas verändert.

Lektion: Entwicklung der Erdatmosphäre: Uratmosphäre, Entstehung der Ozeane, Fotosynthese und Anstieg des Sauerstoffs, Kohlenstoff gebunden in Carbonatgesteinen und fossilen Brennstoffen

Was sie zeigt

Die erste Atmosphäre der Erde stammte aus Vulkanen: vor allem Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf, etwas Stickstoff, geringe Mengen Methan und Ammoniak und fast kein Sauerstoff. Als der Planet abkühlte, kondensierte der Dampf zu Ozeanen, die CO₂ lösten und in Carbonatsedimenten banden. Vor etwa 2,7 Milliarden Jahren begannen Cyanobakterien mit der Fotosynthese; als das gelöste Eisen aufgebraucht war, reicherte sich Sauerstoff in der Luft an und die Ozonschicht entstand. Später banden Pflanzen Kohlenstoff in Kohle und anderen fossilen Brennstoffen. Die frühen Werte sind wissenschaftliche Schätzungen.

So funktioniert es

Ziehen Sie Zeit, klicken Sie auf Abspielen, um die Erdgeschichte zu durchlaufen, oder nutzen Sie die Schaltflächen für Meilensteine wie Große Oxidation und Heute. Sie können auch entlang des Zeitdiagramms ziehen. Entfernen Sie das Häkchen bei Wasserdampf einbeziehen, um trockene Luft zu sehen, und stellen Sie Skala auf Logarithmisch, um Spurengase zu sehen. Klicken Sie auf Aufzeichnen, um die aktuelle Zusammensetzung in die Tabelle zu übernehmen und Zeiten zu vergleichen.

Einstellbare Parameter

  • Zeit (vor heute) 0–4500 Millionen Jahre vor heute
  • Wasserdampf in die Zusammensetzung einbeziehen
  • Skala des Diagramms Linear (0–100 %), Logarithmisch (zeigt Spurengase)
  • Abspielgeschwindigkeit 50–500 Millionen Jahre pro Sekunde

Fragen zum Erkunden

  1. Welche zwei Vorgänge entfernten den größten Teil des Kohlenstoffdioxids aus der Uratmosphäre, und wo ist dieser Kohlenstoff heute gespeichert?
  2. Warum blieb der Sauerstoff noch Hunderte Millionen Jahre nach Beginn der Fotosynthese durch Cyanobakterien nahe null?
  3. Wie ermöglichte der Anstieg des Sauerstoffs dem Leben die Besiedlung des Festlands?

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