Allgemein

Archaikum und Proterozoikum: Entstehung der Kontinente

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Einführung: Das Hadaikum, Zusammenfassung

 

Im letzten Beitrag befassten wir uns mit der Geburt der Erde und des Mondes. Diese fällt in die Zeit des Hadaikums, welcher die erste halbe Milliarde Jahre der Erdgeschichte ausmachte. Im Hadaikum entstanden auch der Erdkern und Erdmantel, sowie die Erdkruste und die Ozeane. In dieser Zeitepoche wurde die Erde auch ständig von Meteoriten bombardiert, da die Trümmer des frühen Sonnensystems ständig von der Schwerkraft der Erde angezogen wurden. Das Bombardement könnte sogar den Prozess der Bildung der kontinentalen Kruste beschleunigt haben. Geochemische Daten deuten darauf hin, dass die Kruste des Erdzeitalters extrem dünn und einfach war, ohne die geologische Komplexität, die wir in der modernen ozeanischen oder kontinentalen Kruste finden. Verschiedene Belege deuten darauf hin, dass sie nur etwa 20 km dick war, verglichen mit der etwa 30 bis 50 km dicken modernen kontinentalen Kruste (Abb. 1).

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Entstehung der Erde und des Mondes

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Planetenbildung

 

In unserem letzten Beitrag befassten wir uns mit der Entstehung von Sternen. Sterne bilden sich aus einer Gas- und Staubscheibe. Diese Scheibe ist auch für die Bildung von Planeten verantwortlich. In diesem Beitrag wollen wir uns mit der Entstehung unserer Erde befassen.

Während sich die Scheibe weiterdrehte, kondensierte und abkühlte, stießen die kleinen Körner des kosmischen Staubs miteinander zusammen, verklumpten durch die Anziehungskraft und wurden immer größer. Schließlich war ihre Masse groß genug, dass sie eine beträchtliche Anziehungskraft ausübten, die noch mehr winzige Materieteilchen zu ihnen hinzog und sie weiter vergrößerte, wodurch sich ihre Anziehungskraft noch einmal erhöhte. Sobald diese wachsenden Materieklumpen einen Durchmesser von etwa 1 km erreicht haben, verfügen sie über genügend Schwerkraft, um sich wie „Gravitationsstaubsauger“ zu verhalten und den gesamten kosmischen Staub in ihrer Bahn einzusaugen, während sie um die Sonne kreisen (Abb. 1).

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Die Waffen nieder! Friedenslogik statt Kriegslogik!

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Wir veröffentlichen hier die Pressemitteilung und die Petition der „NaturwissenschaftlerInnen-Initiative – Verantwortung für Frieden und Zukunftsfähigkeit„, da wir diese unterstützen und unterschrieben haben. Denn nur Friedenslogik statt Kriegs“logik“ ist in der Lage unsere Welt vor einem dritten Weltkrieg zu retten. Nein zur NATO und nein zur Aufrüstung!

Aufruf gegen den Ukraine-Krieg und zu den Demonstrationen für Frieden und Abrüstung

NatWiss verurteilt den Angriff Russlands gegen die Ukraine, der nicht zu rechtfertigen ist und die Regeln des Völkerrechts verletzt, mit unabsehbaren Opfern und Schäden. Gleichzeitig vergessen wir nicht, dass im Vorfeld des Krieges Warnungen und Vorschläge ignoriert, Prinzipien von Kriegsvermeidung und Friedenssicherung missachtet wurden. Das Wissen über Kriegsursachen und Friedenslösungen muss genutzt werden, um die Kriegshandlungen zu beenden und weitere Eskalationsspiralen zu vermeiden. Daher demonstrieren wir für Frieden und gegen jeden Militarismus!

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Urknall und Ursprung des Universums Teil 3: der Urknall

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Wir wissen anhand der Rotverschiebung und der Mikrowellenhintergrundstrahlung, dass das Universum expandiert. Wir wissen, dass das Universum und alle Materie in einem einzigen kleinen Punkt angefangen hat. Wir sprechen vom sogenannten Urknall.

Aber wie ist der Urknall nach unserem heutigen Wissen zustande gekommen? Falsch ist die Vorstellung, es habe einen „Urknall“ gegeben und dann seien Materie, Sterne, Planeten und Galaxien einfach so entstanden. Es ist ein wenig komplizierter. Diesen Ablauf versuchen wir in diesem Beitrag zu rekonstruieren.

Abb. 1: zeitlicher Ablauf des Urknalls

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Urknall und Ursprung des Universums Teil 2: Standardmodell der Teilchenphysik und die vier Grundkräfte

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Alle Materie – Menschen, Tiere, Pflanzen und Planeten – bestehen aus Atomen. Im Kern der Atome befinden sich die positiv geladenen Protonen und neutralen Neutronen und in der Atomhülle die negativ geladenen Elektronen. Wir haben uns schon an anderer Stelle mit dem Bau der Atome und dem Periodensystem der Elemente befasst. Doch auch Atome sind aus noch kleineren Teilchen zusammengesetzt. Physiker haben ihre Kenntnisse über die kleinsten Teilchen im so genannten Standardmodell der Teilchenphysik zusammengefasst. Im Wechselspiel zwischen vielen experimentellen Ergebnissen und verschiedenen theoretischen Modellen ist in mehreren Schritten zwischen 1961 und 1973 das „Standardmodell der Teilchenphysik“ entstanden. Obwohl es diesen bescheidenen Namen behalten hat, gilt es heute, über 40 Jahre später, als die bisher tiefste Erkenntnis, die die Naturwissenschaft über Entstehung, Aufbau und Verhalten der Materie in unserem Universum hervorgebracht hat. Alle bisher beobachteten subatomaren Vorgänge entsprechen perfekt den Vorhersagen des Standardmodells.

In diesem Beitrag lernen wir also das Standardmodell der Teilchenphysik kennen.

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Evolution der Erde 9: Raumschiff Erde, die Physik von Newton bis Einstein

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Unser Bild vom Universum und vom Sonnensystem hat sich in den letzten 500 Jahren dramatisch verändert. Damals dachten die meisten Menschen, dass die Erde eine Scheibe sei und sich im Zentrum des Universums befinde und dass die Sterne winzige Lichtpunkte auf der Himmelskuppel seien.

Doch heute wissen wir, dass die Erde ein Planet ist, welcher die Sonne umkreist (Abb. 1). Unsere Sonne ist einer von über 250 Milliarden Sternen unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße. Von der Erde aus lassen sich mit aktueller Technik mehr als 50 Milliarden Galaxien beobachten. Seit 2016 geht die Forschung davon aus, dass sich im beobachtbaren Universum ca. eine Billion Galaxien befinden.

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Evolution der Erde 8: Plattentektonik

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Wissenschaftliche Revolutionen

 

In seinem legendären Buch „The Structure of Scientific Revolutions“ von 1962 wies der Wissenschaftsphilosoph Thomas Kuhn darauf hin, dass die Wissenschaft ganz anders funktioniert, als die meisten Menschen denken. Sie ist kein langsamer, stetiger, ununterbrochener Marsch zur endgültigen Wahrheit. Stattdessen durchläuft sie Perioden, in denen jeder „normale Wissenschaft“ betreibt und bestimmte Grundvoraussetzungen und Annahmen akzeptiert (ein Paradigma im Sinne Kuhns).

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Evolution der Erde 7: Gesteine und Gesteinskreislauf

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Die meisten gesteinsbildenden Mineralien sind Silikate (Silizium plus Sauerstoff plus andere Elemente, Abb. 1).

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Tutorial Erdgeschichte 6: Minerale und Mineralogie

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Gesteine gehören zu unserem Leben, bilden teilweise eine Lebensgrundlage. Wir bauen damit Häuser, manche schreiben ihnen eine heilende Wirkung zu, für andere sind sie gerade gut genug, um damit zu werfen. In diesem Beitrag befassen wir uns mit den Grundlagen der Mineralogie.

 

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Tutorial Erdgeschichte 5: Der Aufbau der Erde

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Reise zum Mittelpunkt der Erde

 

1864 veröffentliche der französische Schriftsteller Jules Verne sein Roman Reise zum Mittelpunkt der Erde. Worum geht es in dieser Geschichte? Der Geologe Lidenbrock und sein Neffe Axel finden eine verschlüsselte Reiseroute zum Mittelpunkt der Erde und brechen sogleich dorthin auf. Die Expedition beginnt in einem isländischen Krater, führt durch enge Gänge, palastartige Höhlen und ein unterirdisches Meer. Am Ende spuckt der Vulkan Stromboli die Reisenden wieder aus. Es ist eine Reise durch die Gesteinsschichten und zugleich eine Mischung damaliger wissenschaftlicher Erkenntnisse, lebhafter Phantasie und Science-Fiction. Heute wissen wir, dass Vernes Vorstellungen zur Reise zum Mittelpunkt der Erde nicht möglich sind. Stattdessen haben sich unsere Vorstellungen von uns unbekannten Orten mit den Erkenntnissen der Kosmologie, der Erforschung des Weltalls und der Entdeckung neuer Planeten, Sternen und Galaxien vom Mittelpunkt der Erde in Weltall katapultiert. Aber Vernes Roman war ein Spiegelbild seiner Zeit, denn die Arbeiten von James Hutton und die Publikation von Charles Lyells „Principles of geology“ in den 1830er Jahren hatten sicherlich einen Einfluss auf Jules Verne, wie auch das nur wenige Jahre vor Vernes Roman veröffentlichte Werk von Charles Darwin über die Entstehung der Arten. Die Erkenntnisse des Inneren Aufbaus der Erde waren zu dieser Zeit kaum vorhanden.

In diesem Beitrag möchte ich euch mitnehmen in eine wissenschaftliche Reise zum Mittelpunkt der Erde. Vielleicht ist diese Reise nicht so phantasievoll wie Jules Verne Roman, doch die wissenschaftlichen Erkenntnisse sind dadurch nicht weniger spannend.

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Tutorial Erdgeschichte 4 – Hutton, Lyell, Naturalismus, Neptunismus, Plutonismus

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Wir befassten uns mit dem Alter unserer Erde. Wir haben gelernt, mit welchen Methoden Wissenschaftler die Gesteine untersuchen, um deren Alter zu bestimmen. Insbesondere die radiometrische Datierung erlaubt es uns, das hohe Alter der Erde möglichst genau zu bestimmen. In diesem Beitrag, wollen wir einen kurzen Überblick über die Ursprünge der Geologie als Wissenschaft liefern, einer Disziplin, die gerade erstmal 200 Jahre alt ist.

Obwohl es schon unter den alten Griechen und Römern einige Gelehrte gab, die dachten, die Erde sei wirklich alt, stammen unsere modernen Erkenntnisse über das Alter der Erde aus dem späten 18. Jahrhundert, aus der Zeit der Aufklärung.

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Dagmar Henn und die Impfungen

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Mir wurde in letzter Zeit von impfkritischer Seite häufiger empfohlen den ein oder anderen Artikel von Dagmar Henn, die für Russia Today (RT Deutschland) regelmäßig Artikel schreibt, anzuschauen, da sie gute Argumente gegen die Impfpflicht und gegen die „neuen“ mRNA-Impfstoffe liefere. Ich bin dem mal nachgegangen und habe ihren Artikel „Die Glaskugel des ZDF – oder wie Wissenschaft nicht geht“, erschienen bei RT Deutschland am 22. Oktober 2021 gelesen[1]. Ich möchte die Zeit nutzen auf einige Punkte von Dagmar Henn einzugehen. Mir geht es nicht darum Personen (Frau Henn) oder die Quelle (Russia Today) zu diskreditieren. Auch möchte ich keine Aussagen über das Für und Wider einer Impfpflicht machen, ob andere Impfstoffe wie Sputnik V bessere Kandidaten wären oder die aktuellen Maßnahmen der Bundesregierung bewerten. Das würde zum einen meine Kompetenzen übersteigen (auch wenn ich dazu natürlich eine Position habe) und zum anderen den Artikel unnötig in die Länge ziehen, der schon lang genug ist.  Es soll in diesem Beitrag ausschließlich um die Bewertung einiger fachwissenschaftlicher Aussagen in diesem Artikel gehen, die Frau Henn trifft.

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Tutorial Erdgeschichte 3: Erdzeitalter und Massenaussterben

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Erdzeitalter

 

Wir haben kennengelernt, mit welchen Methoden wir feststellen können, wie alt unsere Erde ist: Sie ist etwa 4,5 Mrd. Jahre alt. Einen solch langen Zeitraum unterteilt man in verschiedene Zeitabschnitte. So wie wir einen Kalender in Monate, Wochen und Tage einteilen, teilen auch Geologen und Paläontologen die Erde in verschiedene Zeitepochen auf.

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Tutorial Erdgeschichte 2: Altersdatierung

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In unserem letzten Beitrag haben wir im Schnellverfahren eine Zeitreise durch unsere Erdgeschichte gemacht. Wir haben mit einem Gedankenexperiment die ca. 4,5 Mrd. Jahre unserer Erde in einem Kalenderjahr ablaufen lassen. Doch woher wissen wir eigentlich wie alt die Erde ist? Es gibt mehrere Methoden das Alter der Erde zu bestimmen. Man unterteilt sie prinzipiell in relative und absolute Altersbestimmungen. Wir werden uns in diesem Beitrag mit einigen dieser Altersbestimmungen befassen.

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Tutorial Erdgeschichte 1: Eine Frage der Zeit

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Unsere Erde hat ein Alter von etwa 4,6 Mrd. Jahren. Diese Zahl ist so schnell dahingesagt, doch die wahren Ausmaße dieses Alters sind für unsere Vorstellungskraft kaum zu erfassen: Um sich über die Bedeutung und die Größe der Zeiträume, über die wir sprechen, einmal klar zu werden, müssen wir ein kleines Gedankenspiel machen. Stellen wir uns einfach vor wir würden die gesamte Erdgeschichte in einem einzigen Kalenderjahr ablaufen lassen.

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Evolution to go 5: Der erste Primat (Affe): Purgatorius

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Paläontologen um Gregory Wilson Mantilla von der University of Washington haben fünf fossile Primatenzähne entdeckt, die ein neues Licht auf die Evolution unserer frühen Vorfahren werfen. Morphologische Vergleiche ergaben, dass diese Zähne von zwei verschiedenen Arten der Gattung Purgatorius stammen. Eine dieser Spezies wurde noch nie beschrieben. Die Purgatoriiden gelten als eine der ältesten und … Weiterlesen

CO2, Photosynthese, Pflanzenwachstum und Klimawandel

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Wir haben uns intensiv mit den biochemischen Grundlagen der Photosynthese befasst. Dort lernten wir, dass Pflanzen aus CO2 und Wasser Zucker und Sauerstoff (O2) herstellen können.

Nun wird von einigen „Klima-Querdenkern“ gerne folgende Behauptung aufgestellt:

„CO2 ist kein Schadstoff. Es ist wesentlich für alles Leben auf der Erde. Die Photosynthese ist ein Segen. Mehr CO2 schont die Natur und die Erde: Zusätzliches CO2 in der Luft hat das Wachstum der globalen Pflanzenbiomasse gefördert. Es ist auch gut für die Landwirtschaft und erhöht die Ernteerträge weltweit.“

CO2 ist Pflanzennahrung. Das stimmt. Ist CO2 ein Schadstoff?

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Molekularbiologie der Zelle Teil 17: Zelltod und Krebs

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Wir wissen wie Zellen sich vermehren. Sie können aber auch sterben.

Zellen eines vielzelligen Lebewesens können auf zwei Weisen absterben. Die erste Art von Zelltod ist die Nekrose (unkontrollierter Zelltod); sie tritt auf, wenn Zellen oder Gewebe durch Gewalteinwirkung, Gift, Sauerstoffmangel oder Nährstoffmangel geschädigt werden. Nekrotische Zellen schwellen häufig an und platzen, sodass ihr Inhalt in den Extrazellularraum freigesetzt wird und eine Entzündung hervorrufen kann.

Die Apoptose (programmierter Zelltod) ist eine genetisch vorgegebene Abfolge von Ereignissen, die im Verlauf normaler Entwicklungsprozesse, aber auch in erwachsenen (adulten) Geweben stattfinden.

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Molekularbiologie der Zelle Teil 16: Zellgewebe und Zellverknüpfung

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Lebewesen können wie gesagt als Einzeller oder Mehrzeller vorkommen. Wenn viele Zellen zusammen einen Verbund eingehen, spricht man von Gewebe. Die meisten Tiere, Pilze und Pflanzen sind Vielzeller, bestehen also aus einem Verband mehrerer Zellen.

Gewebetypen bei Tierzellen

Ein Zellgewebe ist eine Ansammlung differenzierter Zellen einschließlich ihrer extrazellulären Matrix.

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Bildmaterial „Eva kam aus Afrika“

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in Kürze erscheint mein neues Buch mit dem Titel „Eva kam aus Afrika … und Adam auch. Der Mythos vom „wissenschaftlichen Rassismus“. Das Buch erscheint im Papy-Rossa-Verlag und ist hier zu beziehen:

Auf dieser Seite soll – in einzelnen pdf-Dateien – zusätzliches Bildmaterial veröffentlicht werden, die die einzelnen Themenschwerpunkte des Buches visualisieren.

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