Ozean aus Luft

Troposphäre verhält sich häufig wie eine Flüssigkeit

Die Atmosphäre der Erde ist einzigartig im Vergleich zu allen Planeten, die wir kennen. Sie sorgt für klimatische Bedingungen, in denen sich das Leben entwickeln konnte. Die Grenze zum Weltall wurde für eine Höhe von 100 Kilometer festgelegt. Das komplette Wettergeschehen spielt sich jedoch in der nur 13 Kilometer dicken Troposphäre ab.

Schichten der Atmosphäre Quelle: ZDF

Könnte man die Atmosphäre von der Oberfläche der Erde abziehen und zu einer Kugel formen könnte, offenbarte sich das das tatsächliche Volumen der Atmosphäre: Die 5140 Trillionen Tonnen Luft entsprechen etwa nur rund fünf Prozent des Erdvolumens. Die unterste Schicht der Atmosphäre, die so genannte Troposphäre, ist eine dicke Suppe aus warmer, sauerstoffreicher Luft - eine wichtige Voraussetzung für komplexes Leben auf der Erde. Sie ist etwa 13 Kilometer dick und geht in die Stratosphäre über. Hinter der magischen Grenze zwischen beiden Schichten gibt es keine Wolken mehr. Das gesamte Wettergeschehen spielt sich allein in der Troposphäre ab. In dieser chaotischen Mixtur bilden sich Wolken und Stürme.

Erde und Atmosphäre getrennt Quelle: ZDF

Fragile Außenhaut

Die Troposphäre, in der alle Pflanzen, Tiere und der Mensch entstanden sind und in der wir bis heute leben, in der sich alles Wettergeschehen bis hin zum schwersten Tornado abspielt, ist nicht mehr als eine dünne, bläulich schimmernde Hülle. Was diese fragile Außenhaut genau ist, schien Wissenschaftlern lange Zeit völlig klar: ein Gasgemisch. Aber die Troposphäre zeigt immer wieder unerwartete physikalische Eigenschaften. Häufig verhält sich dieser Teil der Atmosphäre weniger wie ein Gas, sondern eher wie eine Flüssigkeit. Tatsächlich leben wir gewissermaßen auf dem Grunde eines Ozeans aus Luft. Und genau wie Wasser zeigt die Luft Turbulenzen. Tornados sind - wenn man so will - gigantische Strudel, ganz ähnlich denen, die man aus dem Meer kennt.

Wolke "Morning Glory" Quelle: ZDF

Wie jeder Ozean bringt die Troposphäre auch Wellen hervor. Über Queensland, Australien, formiert sich jedes Jahr im Frühjahr die Wolke "Morning Glory", sie gilt als größte Welle der Welt. Bis zu zwei Kilometern Höhe kann der Gigant anwachsen. Die Welle entsteht regelmäßig dadurch, dass feuchte Meeresluft die langgestreckte Küstenlinie im Nordosten Australiens erreicht, wo sie durch das Land zum Aufsteigen gezwungen wird. Sobald die Luft sich abkühlt, kondensiert sie und bildet eine Wolke, die mit 40 Kilometern pro Stunde ins Landesinnere rollt. Sie ist wahrscheinlich der spektakulärste Beweis für den Ozean aus Luft über unseren Köpfen. Wie jede andere Flüssigkeit, hat auch die Atmosphäre ein Gewicht. Sie beschwert jeden einzelnen Quadratzentimeter unseres Körpers mit einem Kilogramm Druck. Wir merken nichts davon, denn wie emsige Krabben auf dem Meeresgrund, sind wir an den Druck in unserer Umgebung gewöhnt.

Sagenhafte Steinskulptur

Und wie die Wellen des Ozeans hinterlässt auch die Luft Spuren: Die malerischen Formen des Waverock in Australien sehen tatsächlich aus wie Wellen. Aber kein Meer hat diese sagenhafte Steinskulptur geformt, sondern die Luft. Seit über 60 Millionen Jahren strömt der Wind über dieses Gebiet und schleift den Fels glatt. Erst wenn man sich die Atmosphäre als Flüssigkeit vorstellt, kann man verstehen, weshalb sie in der Lage ist, auf dem gesamten Erdball Oberflächen umzugestalten und sogar härtestes Gestein zu zerkleinern.

An der Westküste Australiens hat die Erosion durch den Wind eine ganz besonders skurrile Landschaft modelliert: die Pinnacles. Noch ist man nicht hinter die letzten Geheimnisse der Kalksteinsäulen gekommen. Als gesichert gilt jedoch, dass der Wind auch in diesem Fall die Hauptarbeit geleistet hat. Erstaunlich ist allerdings, wie diese Vielzahl an Formen entstehen konnten. Einige dieser Kalksteinsäulen sind nur fingerdünn, andere mehrere Meter dick und ragen bis zu fünf Metern aus dem leuchtendgelben Wüstensand. Wahre Kunstwerke der Erosion. Der Wind bearbeitete die Pinnacles wie ein Bildhauer. Die Steinsäulen waren einst Teil einer dicken Sedimentschicht. Der Wind trug in Laufe der Zeit die weicheren Materialien ab und ließ nur den härteren Kalkstein stehen. Ein Ende des Erosionsprozesses ist nicht abzusehen. Einige der Pinnacles sind schon wieder hinter einer Sandschicht verborgen, andere werden gleichzeitig von Neuem freigelegt. Alles ist hier im Fluss.

Partikel aus der fernen Sahara

Manchmal transportiert der Wind Sedimente über gewaltige Entfernungen hinweg. Ein Beispiel hierfür ist die Sahara. Hier sammelt der Wind große Mengen mineralreicher Partikel auf und trägt sie über Tausende von Kilometern in Richtung des Atlantischen Ozeans. Dort fällt ein Teil der fruchtbaren Körner ins Meer und dient Einzellern als Nährstoff, ein anderer Teil wird weiter nach Westen getragen. Bis nach Südamerika bringt der Wind seine Last aus der fernen Sahara. Im Laufe eines Jahres kommt da einiges zusammen: Insgesamt 40 Millionen Tonnen Mineralien liefert der Wind Jahr für Jahr aus Nordafrika ins Amazonasbecken. Hier wird der nährstoffhaltige Staub von Regen aus der Atmosphäre gewaschen und gleichmäßig im Dschungel des Deltas verteilt. Es ist verblüffend, aber nur wegen des Düngers aus der weit entfernten Wüste gedeihen die Pflanzen des Regenwaldes so üppig.

Sandberge in der Sahara Quelle: ZDF

Überall auf der Welt gibt es solche Luftbrücken und Transportwege, von deren Funktionsweise und Auswirkungen wir aber zum Teil nur sehr wenig wissen. Viele Lebensräume sind miteinander verbunden, obwohl sie weit entfernt voneinander liegen. Ganz offensichtlich ist die konstante Durchmischung der Atmosphäre eine wesentliche Voraussetzung für das Leben auf unserem Planeten.

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