Unsere Atmosphäre: die lebenswichtige Gashülle der Erde

Wie ist die Atmosphäre aufgebaut?

Unter der Atmosphäre versteht man die Gashülle, die unseren Planeten Erde umgibt, die von der Schwerkraft festgehalten wird und bis in eine Höhe von etwa 1000 km reicht. Man unterteilt sie in verschiedene Schichten, die durch so genannte „Pausen" voneinander getrennt sind. Der Luftdruck nimmt mit zunehmender Höhe ab, die Luft wird zu dünn für unsere Atmung. Die Temperatur aber zeigt einen wechselnden Verlauf.

Die unterste Schicht ist die Troposphäre, in der wir leben und in der sich das Wetter abspielt. Ihre Temperatur nimmt mit zunehmender Höhe bis auf -50 °C ab.

In der darüber liegenden Stratosphäre steigt die Temperatur wieder an. In ihr liegt die Ozonschicht, die die gefährliche ultraviolette Strahlung der Sonne abschirmt.

Die nächste Schicht ist die kalte Mesosphäre.

In der Thermosphäre herrschen dagegen durch die Sonneneinstrahlung Temperaturen bis zu 2000 °C.

Die oberste Schicht ist schließlich die Exosphäre, die allmählich in den luftleeren Weltraum übergeht.

Wie ist die heutige Erdatmosphäre entstanden?

Die Zusammensetzung der Atmosphäre hat sich im Lauf der Erdgeschichte stark verändert. Die Uratmosphäre enthielt viel Methan und Ammoniak, dazu Wasserstoff, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid. Erst als vor etwa drei Milliarden Jahren im Wasser lebende Bakterien und Algen die Photosynthese entwickelten, wurde Sauerstoff freigesetzt. Dieser bedrohte zunächst das damalige Leben; nur dank der „Erfindung" der Atmung konnte es sich auf die neuen Bedingungen einstellen.

Sobald sich durch die Photosynthese Sauerstoff in der Atmosphäre anreicherte, konnte sich die Ozonschicht ausbilden, die Schutz vor der UV-Strahlung der Sonne bot und dadurch erst die Besiedlung des Landes ermöglichte.

Der amerikanische Chemiker Stanley Miller führte ein Experiment zur Entstehung des Lebens durch, bei dem er Blitzentladungen in der Uratmosphäre nachahmte, indem er ein Gemisch aus Wasser, Wasserstoff, Methan und Ammoniak elektrischen Entladungen aussetzte. Und siehe da: Nach einigen Tagen hatten sich darin organische Moleküle gebildet!

Welche Bedeutung hat die Atmosphäre für uns?

Ohne die Atmosphäre wäre unser Leben nicht möglich; nur dank ihr konnten sich überhaupt die heutigen Lebensformen auf der Erde entwickeln.

Wir entnehmen der Luft den lebensnotwendigen Sauerstoff und die Ozonschicht schützt uns vor der aggressiven Sonnenstrahlung.

Außerdem ist die Atmosphäre für ein schönes Alltagsphänomen verantwortlich: das Blau des Himmels sowie Morgen- und Abendrot. Denn das Sonnenlicht wird an den Molekülen der Luft gestreut, das heißt in alle Richtungen abgelenkt und in seiner Intensität geschwächt. Dabei wird das kurzwelligere blaue Licht stärker gestreut als das rote. Untertags erscheint der Himmel dadurch blau. Wenn die Sonne aber auf- oder untergeht, ist sie weiter von uns entfernt und das Licht muss einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen. Der blaue Anteil wird dann stärker abgeschwächt, daher erscheint der Himmel am Horizont gelb und die Sonne rot.