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System Erde

Das Verständnis von Raum und Zeit im komplexen System Erde bildet die Grundlage, um den anthropogen verursachten globalen Wandel beurteilen und politische Handlungsempfehlungen ent­wickeln zu können.

Auch ohne Einwirkung des Menschen unterliegt die Erde einem permanenten natürlichen Wandel. Wichtige Energiequellen dieser natürlichen Dynamik liegen sowohl außerhalb als auch innerhalb der Erde. Exogene Prozesse (der atmosphärische und hydrosphärische Kreislauf, Verwitterung, Sedimentation) werden überwiegend über die Sonnen- und Gezeitenenergie gesteuert, endogene Prozesse (Bewegung der Lithosphärenplatten mit den Folgen von Erdbeben und Vulkanismus) durch den Wärmeaustausch zwischen Erdkern und Erdoberfläche. Endogene und exogene Prozesse haben ihre Schnittstelle an der Erdoberfläche, wo zusätzlich biologische Prozesse eine Rolle spielen: Plattentektonische Vorgänge schaffen die Gebirge und die Ozeanbecken, beeinflussen damit Klima und Wasserkreislauf, was wiederum Folgen für Sedimenttransport, die Bildung von Kohlenwasserstoff- und vielen Metalllagerstätten, die Ökosysteme und damit die Evolution hat.

Systemverständnis in Raum und Zeit

Die Erde verändert sich stetig – in langsamen, Tausende bis Millionen von Jahren dauernden Prozessen oder aber in vergleichsweise kurzen, zum Teil subdekadischen Zeiträumen. Zu den langsamen Prozessen zählen die Hebung und Erosion von Gebirgen, Meeresspiegelschwankungen und die Evolution. Katastrophen wie ein Meteoriteneinschlag oder ein Vulkanausbruch können Klima und Artenentwicklung langfristig beeinflussen. Beispiele für schnelle Änderungen des Erdsystems sind die Verlagerung der Meeresströmungen im Nordatlantik am Ende einer Eiszeit oder die Umpolung des Magnetfeldes. Plötzliche Veränderungen sind viel schwieriger zu prognostizieren als langsame Vorgänge. Denn sie gehen vielfach auf so genannte „nichtlineare Prozesse” zurück, wie sie für hochkomplexe Systeme typisch sind: Kleine Veränderungen eines Umweltparameters können, wenn sie bestimmte Grenzwerte überschreiten, umfassende und schnelle Systemreaktionen auslösen. Zum Beispiel können kaum messbare Spannungsänderungen in der Erdkruste ein starkes Erdbeben verursachen. Ein nichtlineares System hat meist mehrere quasi-stabile Zustände, zwischen denen rasche Übergänge möglich sind. Befunde aus der erdgeschichtlichen Vergangenheit und aus Modellstudien belegen, dass nichtlineare Reaktionen und quasi-stabile Zustände für das System Erde eine wichtige Bedeutung haben.

System Erde: - langsame versus schnelle Reaktionen

zuletzt geändert am 2014-08-26 11:05:00 durch Jana Stone | Impressum