Planetenatmosphären

 

Bei der Untersuchung von geologischen Fragen kann sich ein Seitenblick auf die andern Objekte unseres Sonnensystems lohnen. Man wird bemerken, welche große Fülle von Möglichkeiten sich in den ersten Zeiten der Entstehung des Sonnensystems offenbar ergeben hat. Von diesem Außenstandpunkt aus gesehen könnten für die ersten Zeiten der Erde ganz andere Umstände bezüglich Atmosphäre und Oberflächenbildung denkbar werden.

Es sollen die auffälligsten Phänomene im Sonnensystem mittels einer Gedankenreise ins Blickfeld gerückt werden, die mit dem Besuch der Sonne beginnt:

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Obige Bilder der Sonne sind nicht durch Abdeckung der Kamera mit einem Russfilter entstanden – mit einem solchen können lediglich die Sonnenflecken sichtbar gemacht werden – sondern mit Ultraviolett- und Röntgenkameras, die das kurzwellige Strahlungsspektrum beobachten.

Die Masse und Ausdehnung der Sonne ist für unsere Verhältnisse unvorstellbar groß. So würde der tagelange Raketenflug von Astronauten nur gerade hinreichen, ein kleines Segment der Sonnenoberfläche zu bereisen. Zwar sprechen wir von „Sonnenball“, aber der Ausdruck verdeckt die Tatsache, dass bereits in wenigen Tausend Kilometern Tiefe unter der Sonnenoberfläche Zustände herrschen, die sich jeder Anschaulichkeit oder irdischen Begrifflichkeit entziehen. Man spricht zwar von „Wasserstoff“, aber die Form dieses Wasserstoffs ist so weit vom irdischen Gas Wasserstoff entfernt, dass man genauso gut nur noch in abstrakten Zahlen über die theoretische „Protonendichte“, „Teilchen¬geschwindigkeiten“ usw. sprechen könnte. Trotzdem sei der Versuch einer Beschreibung unternommen:
Die Sonne besteht – von den innersten Zonen abgesehen – aus Wasserstoff und einem kleinen Anteil Helium. In den inneren Zonen der Sonne kippt unter der Wirkung der enormen Temperatur und Dichte kontinuierlich ein kleiner Anteil der „leichten“ Wasserstoffsubstanz in den Zustand der etwas dichteren und schwereren Heliumsubstanz hinüber (Fusion). Bei dieser Substanzverwandlung spielt sich zugleich eine Umwandlung von Masse oder besser: Schwere in Strahlungsenergie ab. Das Gesamtgewicht der neu entstandenen Heliummenge ist also geringfügig kleiner als das Gesamtgewicht der entsprechenden Ausgangssubstanz, aber in bemerkenswerter Symmetrie ist zugleich die Substanzdichte oder Substanzschwere der betroffenen Materie größer geworden (Helium ist schwerer als Wasserstoff).
Die so entstandene kurzwellige Strahlungsenergie wandelt sich auf dem Weg in die äußeren Schichten der Sonne in „normales“ Licht und Wärme um, welche in riesigen Konvektionsströmungen des Wasserstoffs an die Oberfläche gelangt und dort zu der auf den folgenden Bildern sichtbaren Körnerstruktur, den Granulen führt. Diese Strömungen führen wie in einem Dynamo zu elektromagnetischen Wirkungen, die ein komplexes Magnetfeldsystem aufbauen. Das Magnetfeldsystem umspannt die ganze Sonne wie ein dickes Kleid und vollzieht über jeweils zwei mal elf Jahre einen gesetzmäßigen Verwandlungskreislauf. Die bogenförmigen oder fahnenartigen Flammen, die innert Stunden, Tagen oder gar Monaten entstehen und vergehen, erhalten ihre Form von diesem Magnetfeldsystem. Sie binden und entlassen täglich viele Milliarden Tonnen ionisierten Wasserstoff, der in den Weltraum hinausgeschleudert als dünn verteilter „Sonnenwind“ mit der Geschwindigkeit von mehreren hundert Kilometern pro Sekunde durch das restliche Sonnensystem zieht. Die Korona, das ist der Strahlenkranz, der bei Sonnenfinsternissen sichtbar wird, und die Polarlichter auf der Erde sind Elemente und Folgen dieses „Windes“, der auch als eine Art „langsame Strahlung“ betrachtet werden kann.


Die weitere Reise führt nun zum sonnennahen Planeten Merkur, dessen mondartige Oberfläche keine Atmosphäre besitzt. Der wegen des schwachen Magnetfelds voll auftreffende Sonnenwind, die Hitze und die schwache Anziehungskraft verunmöglichen eine Gashülle. Im Sonnenschatten von Kraterrändern scheint sich Wassereis abgelagert zu haben. Weil die Drehung des Merkurs ähnlich wie diejenige unseres Mondes fast zum Stillstand gekommen ist, dauert ein „Merkurtag“ rund ein halbes Erdenjahr.


Die Venus, der nächste Planet nach Merkur, besitzt eine undurchdringliche Atmosphäre aus Kohlendioxid und etwas Stickstoff mit einer sehr hoch liegenden Wolkenschicht aus Schwefelsäure. Die Venusatmosphäre ist bedeutend höher als die irdische, so dass der Druck über dem wüstenhaften Grund 90mal größer ist als bei uns. Der Treibhauseffekt lässt sie dort bis zu 460 Grad heiß werden, was der Hitze eines Kaminfeuers entspricht. Riesige erloschene Vulkane und erstarrte Lavaströme zeugen von einem Ausstoß von Magma, der eigenartigerweise vor nicht allzu langer Zeit stattgefunden und fast den ganzen Planeten überflutet hat. Von solchen Ausbrüchen stammt vermutlich auch das Kohlendioxid der Venus-Atmosphäre.

Venus-Atmosphäre aus Kohlendioxid
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Die Reise geht weiter zu Mars, den ebenfalls eine Hülle umgibt, die hauptsächlich aus Kohlendioxid besteht. Sie ist über dem eiskalten, aus Steinwüsten, Fels und einzelnen Dünengebieten bestehenden Grund 160mal dünner als auf der Erde, vermag aber trotzdem eine Art mageres "Klima" zu bilden, bei dem es zu Raureif- und Schneebildung sowie Staubstürmen kommen kann. Riesige Kanäle zeugen von einstigen Wasserströmen, die in Art und Gewalt jedoch nicht unseren heutigen Flüssen geglichen haben. Modelle gehen davon aus, dass der Mars einmal einen flachen Ozean von beispielsweise 500 Metern Tiefe und eine dichte Atmosphäre besessen haben könnte. Neuste Entdeckungen deuten auf riesige gefrorene Wassermassen unterhalb der wüstenhaften Oberfläche. Auf dem Mars erhebt sich der größte Vulkan im Sonnensystem, der die Fläche Spaniens und mit 25 Kilometern die doppelte Höhe der großen Pazifikvulkane besitzt.

Marsoberfläche mit Kanälen und Erosionsgebieten
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Der Jupiter, der innerste der sogenannten "Gasplaneten" besitzt eine gigantische Atmosphäre, die in ihrer äußersten Schicht Wolken von Stickstoff- und Schwefelverbindungen sowie Staubteilchen enthält. Weiter unten befinden sich Wolkenschichten aus Wasser, dann folgt die eigentliche Wasserstoff-Helium-Atmosphäre mit Spuren von Ammoniak und Methan, die in einer Tiefe von vielleicht 1'000 Kilometern unter dem enormen Druck flüssig wird. Die oberste Atmosphäre ist in mehrere ringförmige "Passat"- und Wirbelsturmzonen gegliedert. Der größte Wirbelsturm - der "Grosse Rote Fleck" - tobt seit 300 Jahren und nimmt mehr Raum ein als die gesamte Erde. Er verschluckt benachbarte Wirbelstürme und erhält seine Energie möglicherweise auch noch durch andere Mechanismen. Seine rote Färbung könnte von hochgewirbelten organischen Substanzen stammen, oder von Phosphor, der durch Blitze chemisch ausgesondert worden ist. Weil sich im Innern des Planeten gewaltige Strömungen von hochverdichtetem, elektrisch leitendem Wasserstoff befinden, besitzt Jupiter ein außerordentlich starkes Magnetfeld, das seine Auswirkungen wiederum auf andere Gegebenheiten des Planeten und auf seine Monde hat.

Jupiter mit Wirbelstürmen
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Von den Jupitermonden ist zunächst Io zu erwähnen, der zwar nur eine ganz schwache Atmosphäre dafür aber eine außergewöhnliche vulkanische Aktivität besitzt. Seine gelb, rot und schwarz gesprenkelte Oberfläche ist mit Seen und Wüsten aus Schwefel und Schwefelverbindungen übersät. Aus zahlreichen aktiven Vulkanen werden Schwefelmassen mehrere hundert Kilometer weit hinausgeschleudert, bevor sie als Schwefelregen wieder auf die Oberfläche absinken. Gleichzeitig werden im Laufe von Monaten Gebiete bis zur Größe Islands mit dunklen, magmatischen Silikat-Massen überflutet. Sogar hunderte Kilometer lange Flüsse mit einer sehr heißen, dicklichen Flüssigkeit wurden beobachtet. Aktiv bleibt der eigenartige Mond vermutlich infolge der Gezeitenkräfte Jupiters und der Nachbarmonde, die Io seit Urzeiten durchwalken und heiß erhalten.

Jupitermond Io mit Schwefelvulkanen
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Ganz anders sieht es auf dem Jupitermond Europa aus, der von einem dicken, blau-bräunlichen Eispanzer umhüllt ist. Kilometerbreite Rinnen durchschneiden über hunderte von Kilometern hinweg die Oberfläche. Sie sind beidseitig von hundert bis zweihundert Meter hohen Eiswällen begrenzt. Die Gezeitenkräfte des Jupiters scheinen den Mond erwärmt und das unter dem Eispanzer befindliche Wasser vielleicht bis heute flüssig erhalten zu haben, so dass der Panzer bis vor verhältnismäßig kurzer Zeit aufreißen und große Eismatsch- oder Wasserfluten an die Oberfläche quellen lassen konnte. Die Tiefe des Ozeans wird bis zu hundert Kilometern geschätzt.

Jupitermond Europa mit Eispanzer
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Die weiteren beiden Jupitermonde Ganymed und Callisto besitzen ähnliche Größen und zeigen über ihrem Silikatmantel ebenfalls große Wassermengen in Form von Eis und Stein-Eisgemengen.

Saturn, der zweite große Gasplanet des Sonnensystems besitzt eine ähnliche, von Stürmen durchzogene Wasserstoff-Helium-Atmosphäre wie Jupiter. Die obersten Wolkenschichten bestehen unter anderem aus der Stickstoffverbindung Ammoniak. Den Planeten umgeben Tausende von Ringe, die aus Staub, Sand und Eisklumpen oder mit Eis überzogenen Felsbrocken bestehen und teilweise durch benachbarte Kleinstmonde in ihrer Bahn zusammengehalten werden. Bei dem Ringsystem könnte es sich um einen ehemaligen Mond handeln, der durch die Gezeitenkräfte auseinander gerissen worden ist. Oder aber um altes Material, das sich in dieser starken Gezeitenzone nicht zu einem Mond zusammenzuballen vermochte.

Saturn mit Ringsystem
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Saturns größter Mond, Titan, ist größer als der Planet Merkur und besitzt als einziger Mond im Sonnensystem eine Atmosphäre. Sie besteht wie die Atmosphäre der Erde überwiegend aus Stickstoff. Hinzu kommen Methan und andere Gase. Auf der Oberfläche wurden flüssiges Methan und Wassereis vermutet bzw. beobachtet (Cassini-Mission).

Saturns zweitgrößter Mond, Rhea, dessen Körper zu einem großen Teil aus Wassereis besteht, kreist in einer ähnlichen Entfernung um seinen Mutterplaneten wie der mit Wassereis bedeckte Mond Europa um Jupiter.

Die Saturnmonde Titan und Rhea
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Uranus und Neptun, ebenfalls Gasplaneten, schimmern blau, weil den großen Wasserstoff-Helium-Atmosphären eine geringe Menge von Methan beigemischt ist. Da Neptun im Gegensatz zu Uranus eine innere Wärmequelle zu besitzen scheint, rasen infolge des entstehenden Klimas mit großer Geschwindigkeit Methan-Zirruswolken in seinen obersten Sphären. Einige Jahre lang war zudem ein riesenhafter Wirbelsturm als dunkelblauer Fleck sichtbar. Im Untergrund der Atmosphären von Neptun vermutet man einen Ozean aus heißem Wasser, Ammoniak, Methan und Schwefelwasserstoff, der die tausendfache Tiefe unseres Ozeans besitzt und am "Grund" in eine "feste" Form übergeht. Ein anderes Modell geht von festen Mantelschalen aus, die aus verschiedenen Stoffen bestehen und sich wie Gletschereis als langsame Flüssigkeiten bewegen und damit das eigenartige, vierteilige Magnetfeld des Planeten aufbauen. Uranus wiederum besitzt neben seinem Ringsystem noch eine andere Spezialität: Seine Rotationsachse ist gegenüber der Umlaufbahn-Achse im rechten Winkel verkippt, so dass er auf gewissen Strecken wie ein Rad über seine Umlaufbahn um die Sonne rollt. Es wird vermutet, dass ein früher Zusammenstoss mit einem anderen Körper zu diesem Zustand führte.

Uranus mit Ring (links) und Neptun mit großem blauem Fleck (rechts)
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Der Kleinplanet Pluto schließlich kreist in einer stark abgekippten und zugleich exzentrischen Bahn um die Sonne. Teilweise befindet er sich näher bei der Sonne als sein Nachbar Neptun, und seine Eigendrehung geht - vermutlich als Folge eines Zusammenstosses - gegenläufig zu den anderen Planeten. Er scheint keine dichte Atmosphäre, sondern eine Oberfläche aus verschiedenen Arten von Eis zu besitzen. Pluto und sein Mond Charon (es sind kürzlich noch andere Kleinmonde entdeckt worden) wenden sich stets dieselbe Seite zu, sind also ein in sich zur Ruhe gekommenes System, das sich im Laufe von einigen Tagen um sich selbst dreht.


Viele andere Objekte des Sonnensystems ließen sich noch beschreiben, kilometerdicke Kometen aus Eis, die sich auf elliptischen Bahnen um die Sonne herum bewegen oder für immer unsichtbar in ihrer Heimat weit außerhalb des Pluto verbleiben, Asteroiden aus Nickeleisen oder Fels mit Größen von wenigen bis Dutzenden von Kilometern, die zwischen Mars und Jupiter als Trümmer eines früheren oder ungeborenen Jupiternachbarn auf ihren unregelmäßigen Bahnen kreisen, usw.


Wie man aus diesen Schilderungen genügend ersieht, gleicht kein Planet und kein Körper dem andern. Schon kleine Unterschiede in den Randbedingungen haben gänzlich verschiedene Objekte, Oberflächen und Hüllen entstehen lassen. Zudem kann von jedem Körper angenommen werden, dass er die verschiedensten Phasen der Entwicklung durchgemacht hat. Es weckt der Blick auf diese Objekte eine Empfindung dafür, dass ihre Geschichte eine sehr lebendige, komplizierte, nur schwer berechenbare ist. Es konnten beispielsweise Gezeitenkräfte zur Erwärmung des Innern führen, was unter Umständen die Sonderung eines heißflüssigen Eisenkerns bewirkte, welcher wiederum ein Magnetfeld erzeugte, das den Sonnenwind ablenkte und damit gewisse Prozesse in der Atmosphäre anders als vorher verlaufen ließ. Die Beispiele könnten ins Unendliche erweitert werden, wenn wir nur Kenntnis von ihnen hätten.

Welchen Eindruck hat man insgesamt von den beschriebenen Körpern? Man kann angesichts der fein abgestimmten Ausgeglichenheit der Erde und der teilweise „einseitigen“ Ausprägung der anderen Planeten und ihrer Monde den Eindruck einer „Werkwelt“ erhalten. Wie Reststücke einer Werkstatt kreisen diese Objekte um die Sonne. Die einen zu klein, die anderen zu groß, um Leben halten zu können. Das eine hat Unmengen von Wassereis gesondert, das andere Schwefelseen, ein drittes Methandämpfe. Einige glühen in Feuerhitze, andere liegen in eisiger Erstarrung. Es scheint, als ob diese Körper auf gewissen einseitigen Wegen gingen, während die Erde eine Art Mittelweg halten konnte. Sie sind dadurch unwirtlich und für dauerhaftes und komplexes Leben ungeeignet geworden. Aber sie haben zu gewissen Zeiten vielleicht ähnliche Entwicklungen durchgemacht wie die Erde, und vielleicht auch rudimentäre, erste Stufen von lebensartiger Selbstorganisation beherbergt.

Die Erde und ihre Oberfläche
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In Gedanken auf die Erde zurückkehrend soll der Blick in die ersten Zeiten des Planeten gerichtet werden. Wie stellt man sich die damaligen Zustände heute vor? Der Stand der Forschung geht ungefähr von folgender Entwicklung aus:
In einer ersten Phase nach der Bildung der Ursonne und der Urplaneten aus einer in früheren Super-Novae-Explosionen entstandenen interstellaren Staub- und Gaswolke herrschten zunächst chaotische Zustände mit zahllosen Kleinkörpern auf ungeregelten Bahnen, Asteroideneinschlägen, Veränderungen der Planetenbahnen und Rotationsgeschwindigkeiten usw. Welche Größe und Substanzqualität die einzelnen Planetenatmosphären in dieser ersten Zeit besaßen kann nicht im Einzelnen bestimmt werden. Nach einer gewissen Beruhigung des Sonnensystems, d.h. nachdem viele umherirrende Körper absorbiert, die Planetenbahnen etwas stabilisiert und die interplanetaren Gasreste durch die neu entstandenen Sonnenwinde aus dem System geblasen waren, wird für die Erde, von der sich der Mond bereits separiert hatte, von einer zunächst marginalen Uratmosphäre ausgegangen, die dann aber durch einen hunderte von Millionen Jahre dauernden Ausstoß von Gasen aus der mittlerweile heißflüssig gewordenen Erde ergänzt und stark vergrößert wurde. Hierbei kommen vor allem Wasserdampf, Wasserstoff, Chlorwasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickstoff und verschiedene Gase in geringen Mengen in Frage. Hinzu kam (so ein neueres Modell) das ebenso lange dauernde Bombardement durch Kleinkometen, deren Wasser die Atmosphärenfeuchtigkeit mit aufbaute und letztlich auch die Ozeane füllte. Freien Sauerstoff gab es zunächst nur sehr wenig. Die Entstehung des Lebens mit seinen assimilierenden Prozessen führte dann zu einem stetigen Zuwachs des Sauerstoffs in der Atmosphäre und zu einer Abnahme des Kohlendioxids, das in Form von Karbonatsedimenten, Kohle, Erdöl, Erdgas usw. fossil an den Erdkörper gebunden wurde. Im Wesentlichen – so das gängige Modell – bestand die Atmosphäre also seit alters her größtenteils aus Stickstoff, einem wachsenden Anteil von Sauerstoff, einem abnehmendem Anteil von Kohlendioxid, einigen Prozent Wasser und verschiedenen weiteren Gasen in geringeren Mengen. Dies alles in einer dünnen Schicht von lediglich 30 bis 40 Kilometern Dicke um die Erde gelegt, was einem Hauch von einem knappen Millimeter um einen Fußball herum entspricht!


Wenn man sich indessen die vorher beschriebenen Planeten- und Mondenkörper mit ihren oft großen, oft sehr geschichtsträchtigen Atmosphären vor Augen hält, könnte man auf die folgende Frage verfallen: Erlauben die Bedingungen des frühen Sonnensystems vielleicht auch die Möglichkeit, dass die Atmosphäre der Erde in einer gänzlich anderen Dimension und chemischen „Zusammensetzung“ sprich Substanzqualität als heute vorgelegen hat? Es ergeben sich selbstverständlich Grenzen des physikalisch Möglichen, aber weder die Beschaffenheit der ältesten Erdgesteine noch die Art der heutigen Atmosphäre lassen den Schluss zu, dass der Spannweite der Möglichkeiten enge Grenzen gesetzt sind.

Auf den untenstehenden Bildern werden die Skizzen einer möglichen früheren und der heutigen Erdatmosphäre nebeneinander gesetzt.

mögliche Ur-Atmosphäre heutige Atmosphäre
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Auf dem rechten Bild ersieht man, wie dünn und verletzlich die Erdatmosphäre heute ist. Der Gedanke ist erstaunlich, dass die hypothetische Atmosphäre auf der linken Seite mit beispielsweise zweitausend Kilometern Dicke im Vergleich zu den viele Tausend Kilometer dicken Atmosphären von Uranus und Neptun immer noch bescheidene Ausmaße besitzt, und doch im Vergleich zur heutigen Atmosphäre gigantisch ist. Je nach chemisch-qualitativer Beschaffenheit und je nach Temperatur hätte eine solche Atmosphäre über dem festen oder glutflüssigen Grund der Urerde die Dichte einer Flüssigkeit erreicht. Aber welcher Flüssigkeit? Welchen Zustand hätte ein solches Gasgemisch aus Wasserdampf, Wasserstoff, Chlorwasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickstoff und anderen, damals eventuell noch vorhandenen Stoffen in der untersten Zone besessen, wenn die Gashüllendicke eben beispielsweise zweitausend Kilometer betragen hätte? Es kann dies schwer gesagt werden, da weder die Substanzeigenschaften dieses Gases noch die Temperatur und anderen Randbedingungen bekannt sind. Es könnten auch zusätzliche Einflüsse beispielsweise von Seiten der Sonne oder anderer Körper mitgespielt haben, die nicht mehr nachverfolgbar sind. Beim Jupitermond Io hat die Gesamtheit aller Faktoren auf verschlungenen Wegen zu einer großen Schwefel-Anreicherung, bei Europa, Ganymed, Callisto (Jupiter) oder Rhea (Saturn) zu einer starken Ansammlung von Wasser- bzw. Wassereis, bei Titan (Saturn) schließlich zu einer dichten Atmosphäre aus Stickstoff und Methan geführt. Auf dem Mars wiederum scheinen ebenfalls bedeutende Wassermengen vorhanden gewesen zu sein, die heute verschwunden oder unterirdisch eingelagert sind.

Es sei noch einmal ein Blick auf das Phänomen der wasserreichen Monde und Ringe der Gasriesen Jupiter und Saturn geworfen. Das untenstehende Bild zeigt einen möglichen Urzustand beispielsweise der Jupiterumgebung in den ersten Zeiten der Mondengenese. So wie sich heute um Saturn herum wassereisreiche Ringe von Staub und Gestein ziehen, so könnten sich in den ersten Zeiten in viel größerem Ausmaß Wassergas- und Staub-Ringe um die beiden Wasserstoff-Helium-Gasriesen herumgezogen haben, aus denen sich nach und nach die Monde zusammenballten. Es könnte vorgestellt werden, dass diese Monde in den ersten Zeiten eigene große Atmosphären besessen haben (Reste davon heute auf Io und Titan), die sich nach und nach durch Abkühlung und Gravitation als Wasserozeane an die Oberflächen gebunden oder durch entgegengesetzte Mechanismen verflüchtigt haben.

Bild: Ur-Jupiter mit Ringsphären der späteren Monde Io, Europa, Ganymed und Callisto, dazwischen Gasringe, die sich mit der Zeit aufgelöst haben.
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Analog dazu ließe sich nun ein ähnlicher Vorgang für das gesamte Sonnensystem denken, indem in den ersten Zeiten Wasser- und andere Gase wie auch Staub in riesigen Ringsystemen um die entstehende Sonne gekreist wären. Auch hier befand sich eine große Wasserstoff-Helium-Konzentration im Zentrum, mit dem Unterschied, dass die Menge zur Zündung der Wasserstoff-Fusion und zum Aufstrahlen als Sonne hinreichte. Das schematisch zu verstehende Bild zeigt die innersten vier Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars im Anfang ihrer Zusammenballung aus der jeweiligen Ringsphäre. Dazwischen kreisen Ringe, die sich später durch Sonnenwinde und Gravitationswirkungen anderer Körper verflüchtigt haben.
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Später hätten sich um die entstehenden Planeten große Gasatmosphären (mit hohem Druck in den untersten Zonen) sammeln können, analog zum „Jupitermodell“ mit bedeutendem Wasseranteil.

Bilder: Sonnen- und Erdengenese aus Ring- und Linsensystemen, zunächst mit Abplattungen, dann mit Megaatmosphärenbildung auf der Ur-Erde
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Der Gedanke könnte durch folgende Überlegung ergänzt werden: Die Tatsache, dass 15% des Wasservorkommens der Erde als „Grundwasser“ innerhalb der Erdkruste eingeschlossen ist (bis in große Tiefen reichend, technisch nur marginal erschließbar, Herkunft nicht sicher), dass im Weiteren ein erstaunlicher Anteil von 50% der Erdkruste chemisch gesehen als Sauerstoff vorhanden ist und dass schließlich seit Urzeiten freier, durch kosmische Strahlung entbundener Wasserstoff stetig in den Weltraum hinaus entweicht, könnte zur Vermutung führen, dass sich die oben erwähnte hypothetische Wasser-Ur-Atmosphäre während der Erdkrustengenese teilweise als Sauerstoff in die Gesteine eingelagert bzw. als Wasserstoff in den Weltraum verflüchtigt hat. Der nicht zerstörte Anteil würde heute als Ozeane und Erdkrustenwasser vorliegen.

Es könnte in diesem Sinne etwa folgende Arbeitshypothese aufgestellt werden:
Die Atmosphäre der Erde ist in den ersten Zeiten der Herausbildung der Gesteinssubstanzen und ersten Krustenelemente wesentlich höher und dichter gewesen als heute. Ihre Zusammensetzung bzw. Substanzqualität war eine solche, die in den untersten Zonen dank sehr hohem Druck flüssigkeitsähnliche (leichtflüssige oder ultraleichtflüssige) Konsistenzen ergab. Dementsprechend ist die Genese der geologischen Formationen im Archaikum (und möglicherweise bis ins Proterozoikum oder später) zusammen mit entsprechenden Atmosphäre-Umständen zu denken.

Es wäre dann auch denkbar, dass in den untersten Zonen jener Ur-Atmosphäre neben Wasser, Kohlenstoff-, Stickstoff-, Fluor-, Phosphor-, Schwefel-, Chlor- und anderen Nichtmetallverbindungen auch schwerere Stoffe enthalten gewesen sein könnten, die unter geeigneten Bedingungen als gesteinsbildende Substanzen ausgefällt werden konnten. Stoffe wie Natrium, Magnesium, Aluminium, Silizium, Kalium, Kalzium, ja eventuell sogar klassische Metalle wie Eisen, Kupfer, Silber usw.. Es wären dann nicht alle Krusten- und Mantelsubstanzen gleich von Beginn an kompakt im Erdkörper enthalten gewesen, sondern teilweise erst nach und nach angelagert worden.

Es könnten mit einer solchen Vorstellung gewisse geologische Grundfragen neu gestellt werden. Die Chondren (Steinkügelchen) der Meteorite und das Gesteinsmaterial in den Kometen deuten im Prinzip auf eine primäre Mineralbildung unmittelbar aus dem interstellaren Gasgemisch hin, ohne Umweg über eine magmatische Verflüssigung. Gewisse obere Gesteinsschichten der Ur-Erde könnten analog dazu ohne den Umweg über eine magmatische Verflüssigung direkt aus einer solchen schweren Atmosphäre ausgefällt, auf der Oberfläche des Planeten angelagert und erst später metamorphosiert worden sein. Es würde sich das Wachstum der sauren Ur-Kratone (siliziumreichen Ur-Kontinente) dann nicht nur durch die Schweredifferenziation und Anreicherung in Subduktionszyklen erklären, sondern auch mit einer „Differenziation von oben“. Gewisse Fragen, beispielsweise diejenige der extrem großflächigen Granit-, Gneis-, Quarzit-, Schiefer- oder Sandsteinkomplexe an bestimmten Orten der Erde ließen sich mit der Hypothese solcher atmosphärischer Ausfällungsprozesse von anderer Seite neu angehen.
Mit der hier hergeleiteten Vorstellung einer großen und dichten Ur-Atmosphäre mit gesteinsbildenden Ausfällungen ist man wie bereits im Kapitel "H2O einmal anders" erwähnt, nahe an dem Bild, das Rudolf Steiner in seiner anthroposophischen Geisteswissenschaft beschreibt: Eine von Leben durchzogene luftig-wässrige Atmosphäre der jungen Erde, die ähnlich der Ausfällung von Käse aus Milch über lange Epochen eine Ausfällung der gesteins-bildenden Substanzen zeigte.

Man kann bei einer solchen These selbstverständlich den Kopf schütteln und sofort die chemischen und physikalischen Gegenargumente auf den Tisch zu legen versuchen. Nur bedenke man dabei, wie problemlos sich vor Zeiten beispielsweise der Gedanke der Kontinentaldrift bekämpfen ließ: Es schien physikalisch rein unmöglich, dass sich die Kontinente wie Eisbrecher durch die kilometerdicke ozeanische Basaltkruste hindurchpflügen können, also missachtete man das Phänomen, dass sich Eurafrika wie ein Puzzlestein in die Ostküste Nord- und Südamerikas einfügen lässt und bezeichnete diese Auffälligkeit als Zufall. Später erst sah man, dass nur eine kleine Gedankenlücke vorgelegen hatte: Die Kontinente pflügen nicht durch den Basalt, sondern werden samt dem Basalt herumgeschifft. Die These der Kontinentaldrift erwies sich nach dieser Korrektur als richtig, und sie löste zahlreiche geologische Probleme. Mit einem solchen Argument darf natürlich nicht für irgendeine These geworben werden, aber vielleicht kann die Erinnerung an den jahrzehntelangen Kampf um die Kontinentaldrift zu einem größeres Maß an Nachdenklichkeit gegenüber gewissen Phänomenen führen.