Entstehung der Erde

Juni 6, 2026 Kategorie(n): Erdgeschichte

Die Entstehung der Erde begann vor 4,57 Mrd. bzw. vor 4570 Mio. Jahren. Das erste Erdzeitalter der Erdgeschichte war das Hadaikum. In dieser Phase wird der junge Planet als Protoerde beschrieben. Dass die Erde heute für Lebewesen bewohnbar ist, hängt mit diversen Konstellationen zusammen, ohne deren Ausprägung ein Leben – wie wir es kennen – nicht möglich wäre.

Steckbrief

Wie entstand die Erde?

Das Universum entstand vor etwa 13,8 Mrd. Jahren mit einem Urknall. Zu diesem Zeitpunkt entstanden die Elemente Wasserstoff und Lithium, Helium, sowie verschiedene Isotope auf Basis dieser drei Elemente. Mehr war nicht.

In den nächsten Milliardenjahren bildeten sich erste Sterne, welche aber teilweise wieder zerfielen. Unser Sonnensystem mit der Sonne als Stern bildete sich vor etwa 4,6 Mrd. Jahren. Zusammen mit dem Sonnensystem entstanden die Planeten und somit auch die Erde. Der Grund, weshalb dies geschehen konnte, war eine Supernova.

Supernova

In den älteren Sternen verschmolzen Wasserstoff und Helium. Bei der Verschmelzung der Heliumkerne entstanden schwerere Elemente, wie Eisen, Kohlendioxid, Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Diese Elemente sind notwendig, damit Leben auf der Erde entstehen konnte. Somit leisteten die alten Sterne eine Vorarbeit für die Erde.

Irgendwann ist aber der Brennvorrat eines Sterns aufgebraucht und er stirbt. Kurz vor dem Ableben kommt es zu einer Explosion des Sterns, welche als Supernova bezeichnet wird.

Illustration einer Supernova

Der Grund für ein solch explosionsartiges Ableben kann zweierlei Ursachen haben. Zum einen kann ein ausgebrannter Sternenrest anwachsen, wenn er einen Begleiter in sich aufsaugt und dessen Brennmaterial nutzt. Bei der erneuten Zündung des Brennvorgangs wird aber so viel Energie freigesetzt, dass es zur Explosion kommt.

Eine zweite Möglichkeit, wie es zur Supernova kommen kann – ist, dass ein äußerst massereicher Stern seinen Brennvorrat verbraucht hat. Dann gewinnt seine Schwerkraft die Oberhand und er fällt ins sich zusammen.

Bei so einer Sternenexplosion, vor 4,57 Mrd. Jahren, wurden die o.g. neu erschaffenen Elemente ins All geschleudert, so dass daraus neue Objekte entstehen konnten. Dies ereignete sich etwa 30.000 Lichtjahre von der heutigen Milchstraße entfernt. Diese Supernova wurde zur Geburtsstunde des Sonnensystems und der Erde.

Gas- und Staubwolke

Die ins All geschleuderten Elemente glichen einer Staub- oder Gaswolke. Aber diese nur langsam rotierende Wolke hatte eine eigene Schwerkraft. Dadurch zog sie sich zusammen.

interstellare Staubwolke

Durch das Zusammenziehen, nahm die Eigenrotation zu. Man kann sich dies, wie bei einer Eiskunstläuferin vorstellen, welche kurz vor der Pirouette die Arme anlegt. Im Rotationszentrum kam es so zu einer gewaltigen Massenansammlung. Je stärker die Wolke sich verdichtet, desto größer wird die Rotation.

Akkretionsscheibe

Im Massezentrum der Gas- und Staubwolke herrscht ein Gleichgewicht zwischen Zentrifugal- und Schwerkraft. Außerhalb der sich drehenden Wolke sind die Kräfte weniger im Gleichgewicht und werden entweder gravitativ ins Zentrum gezogen oder verflüchtigen sich ins Weltall.

Unter solch einen Drehung flachen die freigesetzten Staubmassen zu einer Art Scheibe ab. Die Gravitations- und Reibungskräfte komprimieren und lassen die Temperatur ansteigen. Im Inneren entsteht so ein Gasdruck, ausgelöst durch die zunehmende Verdichtung.

Der Gasdruck im Inneren wirkt dem äußeren Druck, welcher durch die Gravitation entsteht, entgegen. Und der äußere Druck bewirkt die Kontraktion im Inneren. Zum Erliegen kommen die Kontraktionsprozesse erst, wenn der innere und der äußere Druck im Gleichgewicht sind. Schließlich bildet sich dann eine kugelförmige Gasblase – welche als Protosonne fungiert.

Protosonne

Eine solche Protosonne entstand, nachdem die Gaswolke im Zentrum derart komprimiert war, dass Wasserstoffatome fusionierten. Solche Fusion wird bei Astrophysikern als Zündung eines Sterns bezeichnet. Doch zunächst erhält der Protostern, aufgrund der Gravitationskraft, einen stetigen Massezuwachs.

An der Front der Akkretion treffen Gasmoleküle ein, welche beim Zusammenprall stark abgebremst werden. Dabei wird die Bewegungsenergie der Teilchen in Wärmeenergie gewandelt. Dies führt zu einer enormen Aufheizung. Zudem emittiert die Stoßfront noch Infrarotstrahlung von jungen Sternen.

Irgendwann erreicht die ansammelnde Masse eine kritische Größe. Und die durch Gravitationsenergie angesammelte Wärme erzeugt eine Temperatur im Inneren von bis zu 10.000 Grad. Bei solchen Extremtemperaturen springt das Wasserstoffbrennen an.

Protoplanet

Teilchen, welche sich weiter weg vom Zentrum der Akkretionsscheibe befinden, entziehen sich deren Druck und Temperatur. Sie können abkühlen. Mit der Abkühlung konnten sich kleine Gesteinsteilchen bilden. Dies waren Metalle, Silikate und Oxide.

protoplanetare Scheibe mit Stern im Zentrum und Gas- und Staubscheibe darum

Jene Teilchen kollidierten, verbanden sich miteinander und wuchsen so zu größeren Objekten heran. Aus ihnen entstanden die Planetesimale, welche die Bausteine der Protoplaneten sind. Durch Akkretion sammeln sie mehr Materie an und können bis zu einem Durchmesser von mehreren Kilometern anwachsen. Zusammengehalten werden die Teilchen durch Verkleben, Oberflächenspannung und chemische Reaktionen.

Die kilometergroßen Gesteinsbrocken besitzen nun ebenfalls eine Masse und somit eine Anziehungskraft. Dieser Umstand führte zu zahlreichen Kollisionen mit weiteren Planetesimalen. Durch erneute Akkretion entstanden so die Protoerde und weitere Protoplaneten.

Planet

Als sich die Protosonne bildete, ging etwa 99,9 % der Materie aus der Gaswolke für die Entstehung des Sterns drauf. Aus den restlichen 0,1 % entstanden die Protoplaneten und schließlich die Planeten.

Zunächst hatten die Protoplaneten die Größe eines Mondes. Aber die Masse wird wahrscheinlich so groß gewesen sein, dass sich durch das hydrostatische Gleichgewicht eine Kugelform einstellte. Durch weitere Akkretion wuchsen die Protoplaneten an und wurden zu den dominierenden Objekten ihrer Umlaufbahn.

Sobald die Massedominanz erreicht worden war, konnten die Planeten durch ihre Gravitationsfelder sämtlichen andere Objekte auf ihrer Umlaufbahn anziehen (Erdanziehungskraft). Wie ein Staubsauger wurden so sämtliche Himmelsobjekte im Einflussbereich der Planeten angesaugt.

Wie entwickelte sich die Erde?

Die Geschichte der Erde bis heute wird in vier große Zeitabschnitte, sogenannte Äone unterteilt. Diese sind: Hadaikum, Archaikum, Proterozoikum und Phanerozoikum.

Feuererde

Das Hadaikum begann vor 4,57 Mrd. Jahren mit der Entstehung des Protoplaneten und endete vor etwa vier Mrd. Jahren. In den ersten 570 Mio. Jahren glich der Planet einem Feuerball.

Es gab noch kein Leben und die Temperaturen waren extrem hoch. Denn die ganzen Kollisionen der Protoerde bewirkten, dass die kinetische Energie der Kollisionskörper in thermische Energie umgewandelt wurde. So verwandelten Vulkanismus und Magma-Ozeane den ganzen Erdball in einen lebensfeindlichen Ort.

Darstellung eines Protoplaneten

Mondentstehung

Vor etwa 4,5 Mrd. Jahren kollidierte die Protoerde mit einem anderen Protoplaneten, welcher in der Forschung als Theia bezeichnet wird. Der Theia-Impact führte dazu, dass der andere Protoplanet bei der Kollision zerstört wurde. Aus den Bruchstücken entstand der Erdmond.

Theia-Impact und Entstehung des Erdmondes

Wassererde

Das erste Wasser wurde wohlmöglich aus den Gesteinen geschwitzt und setzte sich als Wasserdampf ab. Als es irgendwann kühler wurde, kam es möglicherweise zu einem jahrhundertelangen Dauerregen, wodurch sich der Urozean bildete.

Entstehung von Leben und von Superkontinenten

Erst im zweiten Äon (Archaikum) entstand Leben. Jenes Äon begann vor vier Mrd. Jahren und endete vor 2,5 Mrd. Jahren. Außerdem wird die Entstehung erster Großkontinente, sogenannte Superkontinente, in diesem Äon vermutet. Jene Superkontinenten waren Ur, Vaalbara und Kenorland. In späteren Abschnitten wurden die Urkontinente wieder zerstört und es entstanden neue Superkontinente, wie Pangaea, Rodina, Kolumbia oder Pannotia.

Sauerstoff wird zum Problem

Im dritten Äon, dem Proterozoikum, wurde das Leben komplexer. Jener Zeitabschnitt begann vor 2,5 Mrd. Jahren und endete vor 541 Mio. Jahren.

Erste Mikroorganismen begannen damit, Sauerstoff zu produzieren. Da der Sauerstoff nicht hinreichend verbraucht wurde, oxidierten sämtliche Objekte der Welt. So bilden sich ganz neue Mineralien. Und da die Tiere fehlten, welche den Sauerstoff mittels Atmung verbrauchten, entstand eine extrem sauerstoffreiche Welt.

Für die meisten Lebewesen war der Sauerstoff aber reines Gift, weshalb es zu einem Massenaussterben vor 2,4 Mrd. Jahren kam.

Schneeball-Erde

Aber der Sauerstoff veränderte auch die Atmosphäre. So wurde Methan zu Kohlendioxid oxidiert. Dadurch wurde der Treibhausgürtel, welcher die Erde flauschig warm hielt, abgebaut. Die Erde fiel nun in eine Eiszeit, welche etwa 300 Mio. Jahre andauern wird. Eine Schneeball-Erde entstand.

Komplexes Leben entsteht

Das komplexere Leben, einschließlich der Wirbeltiere, entstand erst im letzten Äon, dem Phanerozoikum. Dieses begann vor 541 Mio. Jahren und dauert bis heute an.

Ären des Phanerozoikums

Die erste Ära (Zeitabschnitt innerhalb des Äons) des Phanerozoikums ist das Erdaltertum. Dieser Abschnitt begann mit der kambrischen Explosion, bei dem sich die Artenvielfalt explosionsartig erhöhte. Weitere 130 Mio. Jahre später entstanden die Fische. Und circa 60 Mio. Jahre später kamen die ersten Amphibien und Reptilien auf. Das Erdaltertum endet mit einem Massenaussterben (Perm-Trias-Grenze).

Im Erdmittealter kamen die Dinosaurier auf, welche bis zum Ende dieser Ära die Könige der Welt waren. Ein Meteoriteneinschlag beendete vor 66 Mio. Jahren die Dominanz der Dinosaurier und mit ihr das Erdmittelalter.

Mit dem Untergang der Dinosaurier traten die Säugetiere aus dem Schatten hervor. Weitere 40 Mio. Jahre später begann der Aufstieg der Primaten. Erst vor etwa 5 Mio. Jahren traten die ersten näheren Verwandten des Menschen auf, welche noch als affenähnliche Vormenschen beschrieben werden. Ein bedeutender Vertreter dieser Gruppe war Australopithecus.

Auftreten des Menschen

Vor etwa 2,5 Mio. Jahren traten die ersten Urmenschen in Afrika auf – welche bereits Steinwerkzeuge bauten und nutzen konnten. Die Frühmenschen schafften vor 1,8 Mio. Jahren die Auswanderung aus Afrika (Out of Africa).

Die Vorfahren des Jetztmenschen (Homo sapiens) entwickelten sich vor etwa 300 Mio. Jahren in Afrika, bevor diese vor etwa 120.000 Jahren ebenfalls auswanderten (Out of Africa II). In Europa und Asien trafen sie auf Nachfahren der ersten Auswanderer – welche sich zum Neandertaler weiterentwickelt hatten.

Die verschiedene Menschenarten durchlebten im Pleistozän mehrere Eiszeiten. Das Ende der letzten Eiszeit (vor etwa 12000 Jahren) erlebte nur Homo sapiens. Dieser wurde zur letzten verbliebenen Menschenart.

Welche Umstände waren für die Entstehung und Entwicklung der Erde entscheidend?

Die Erde wird innerhalb des Sonnensystems als Goldilock-Planet bezeichnet. Denn sie liegt genau richtig und lässt dadurch genau die richtigen Umweltbedingungen zu, welche für das Leben notwendig sind.

Die Bezeichnung ist eine Anlehnung an ein Märchen mit dem Titel „Goldlöckchen und die drei Bären“ von Robert Southey (1774-1843). In dieser Erzählung dringt Goldlöckchen ins Haus der drei Bären ein und nascht den Brei vom jeweiligen Teller.

Der erste Brei ist zu heiß, der zweite zu kalt und der dritte genau richtig. Daraus ergab sich das Goldilock-Prinzip, wonach bestimmte Umweltbedingungen zwischen zwei Extremen liegen müssen – damit eine Entwicklung möglich ist.

Perfekte Sonnenumlaufbahn

Die Erdumlaufbahn um die Sonne ist nahezu kreisförmig. Nur dieser Umstand ermöglicht, dass der Wärmefluss der Sonne konstant bleibt. Wäre die Umlaufbahn etwas elliptischer – würde dies dazu führen, dass sämtliches Leben im Sommer geröstet und im Winter gefroren würde.

Perfekte Distanz zur Sonne

Die Distanz zwischen Sonne und Erde beträgt im mittleren Abstand etwa 150 Millionen Kilometer. Diese Strecke wird als 1 Astronomische Einheit definiert.

Wäre der Abstand zur Sonne nur fünf Prozent geringer, würden die Ozeane verdunsten. Die Treibhausgase würden die Oberflächentemperatur auf Rekorde bis zu 430 Grad ansteigen lassen. Damit würden die Temperaturen auf der Erde venusähnliche Ausmaße annehmen.

Wäre der Abstand zur Sonne nur fünf Prozent größer, würden die Ozeane gefrieren. Die Sonnenenergie wäre deutlich niedriger, weshalb Photosynthese nur noch eingeschränkt möglich wäre.

Ohne Photosynthese würde kein Sauerstoff hergestellt werden und somit könnten keine aeroben Stoffwechselaktivitäten stattfinden. Das Leben auf der Erde würde somit deutlich energieärmer sein. Wohlmöglich hätten sich unter solchen Bedingungen niemals komplexere Lebewesen entwickeln können.

Perfekte Größe und Gewicht

Der Durchmesser der Erde am Äquator beträgt 12.756 km. Die Masse bzw. das Gewicht der Erde beträgt 5,9722 · 1024 kg. Diese beiden Parameter begünstigen habitable Bedingungen.

Wäre die Erde kleiner und weniger schwer, würde der Sauerstoff und das Wasser aus der Atmosphäre gezogen werden. Denn die Erdanziehungskraft hängt mit der Masse des Planeten zusammen. Und ohne Sauerstoff und Wasser wäre Leben, wie wir es kennen, nicht möglich.

Wäre die Erde aber größer und somit auch schwerer – würde die Erdanziehungskraft deutlich zunehmen. Das bedeutet, dass alle Lebewesen mehr angezogen werden würden bzw. deutlich schwerer wären. Die Knochen und Muskeln, welche der Erdanziehungskraft standhalten und uns aufrecht halten, würden dann nicht mehr ausreichen.

Zwar wäre auf einer größeren Erde immer noch Leben möglich, aber kein komplexeres Leben mehr. Wahrscheinlich würde es dann nur Einzeller geben, welche der enormen Anziehungskraft mit sehr geringem Eigengewicht gewachsen wären. Gleichzeitig müssten diese Lebewesen aber einen enormen Stoffwechsel betreiben, um der Erdanziehungskraft entgegen zu wirken.

Perfektes Inneres

Im Erdinneren herrscht ein rotierendes metallischer Erdkern. Dieser erzeugt ein perfektes Magnetfeld, um das Leben auf der Erde vor tödlicher kosmischer Strahlung zu schützen.

Perfekte Begleiter

Der Mond ist der Begleiter der Erde. Dieser hat einen Durchmesser von 3.476 km und eine Masse von 7,346 · 1022 kg. Dieser Trabant wird von der Erde angezogen, was ihn in seiner Umlaufbahn hält.

Gleichzeitig hat der Mond, wie jedes andere Himmelsobjekt auch, eine eigene Anziehungskraft. Und diese ist abhängig von seiner Masse.

Das Zusammenspiel zwischen Erdanziehungskraft und Mondanziehungskraft bewirkt, dass die Erde nicht taumelt und schön in ihrer Erdumdrehung bleibt. Dies bewirkt, dass die Temperatur auf der Erde über lange Zeiträume hinweg in bestimmten Grenzen bleibt. Größere Temperatursprünge werden verhindert.

Perfekte Nachbarn

Das Gravitationsfeld des Jupiters ist gewaltig. Denn dieser hat einen Durchmesser von 142.984 km und eine Masse von 1,898 · 1027 kg. Dies entspricht etwa 328 Erdmassen. Und da der Jupiter so gewaltig ist, zieht er auch mehr Himmelsobjekte zu sich.

Ohne den Jupiter würde die Erde viel häufiger von Meteoriten und Asteroiden bombardiert werden. Wohlmöglich wären einige dieser Himmelsobjekte so groß, dass sie das Leben auf der Erde schon ausgelöscht bzw. deutlich dezimiert hätten.

Zwar fand das Leben auf der Erde auch nach dem Asteroideneinschlag vor 66 Mio. Jahren (Aussterben der Dinosaurier) einen Weg, aber weitere Impakte dieser Art hätten das Leben wohlmöglich gänzlich zerstören können.

Perfekter Wandel

Die Erde ist 4,57 Mrd. Jahre alt. In dieser Zeit hat sie sich mehrfach gewandelt. Es gab Eiszeiten, Höllenfeuer und anschließende Regenzeiten. Durch diese zyklischen Wechsel entstanden die Gebirge, Inseln, andere Landmassen und die Gewässer. Aber es entstanden auch Gesteine und Mineralien.

Ohne Plattentektonik hätten sich niemals die Kontinente bilden können. Die Dynamik der Erde bewirkte, dass sich abwechslungsreiche Sphären (Atmosphäre, Lithosphäre, Hydrosphäre) bilden konnten. Und da sich die Lebewesen im Laufe ihrer Evolution an die Umweltbedingungen anpassen mussten, entstand eine enorme Artenvielfalt.

Jene Artenvielfalt ist gleichbedeutend mit genetischer Vielfalt. Und jene biologische Diversität hat zur Folge, dass das Leben nicht nur über einen Plan sondern über mehrere Millionen Pläne verfügt, um sich besser auf größere Veränderungen einzustellen. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit für das Überleben des biologischen Lebens durch Diversität deutlich erhöht wird.

Ohne die geologische Diversität der Erde wäre eine biologische Diversität nicht nötig bzw. auch nicht möglich gewesen.

Am Ende des Pleistozäns setzte ein weiteres Massenaussterben ein, welches als Quartäre Aussterbewelle bekannt ist. Bei diesem Aussterbeereignis starb weltweit die Megafauna aus. Gründe des Massenaussterbens können Überjagung durch den Menschen oder Klimaveränderungen sein.