Übersicht 19.10. Einführung (cb, mh) 26.10. Motive, Konzepte, Begriffe und Definitionen (cb) 2.11. Erdgeschichte (mh) 9.11. Evolutionsgeschichte (mh) 16.11. C-Kreislauf, Modellansätze abiotische Systeme (mh) 23.11. Organismen und ihre Autökologie (cb) 30.11. Funktionen, Prozesse, Wechselwirkungen (cb) 7.12. Populationsökologie (cb) 14.12. Metapopulation und Trophiestufen (cb) 21.12. Biozönosen und Ökosysteme (Synökologie) (cb) 11. 1. Zeitliche Muster (mh) 18. 1. Räumliche Muster (cb) 25. 1. Serviceleistungen von Ökosystemen (mh) 1. 2. Forst-, Land-, Fischwirtschaft, Naturschutz (mh) 8.2 Umweltveränderungen und Umweltschutz (cb,mh)

Charakterisierung der (unbelebten) Umwelt von Organismen Externe Faktoren z.B. Temperatur, allg.: intensive Faktoren Fragen ob transient oder stationär (lokales Gleichgewicht) Ressourcen z.B. Niederschlagsmenge, allg.: extensive Faktoren Fragen ob endlich oder erneuerbar (Funktionen an den Rändern)

Beziehungen zwischen biotischen und abiotischen Aspekten Natürliche Selektion (Darwin, 1869) Abiotische Umwelt Geologie, Geochemie, etc. Biota Evolutionsbiologie, Populationsbiologie, etc. Verbrauch (Ressourcen, extensive Variablen) Verschmutzung (externe Faktoren, intensive Variablen)

Datierung/Zeitskalen Vorgeschichte (104-109 Jahre) radioaktiver Zerfall Abkühlung der Erde, Zunahme verwitterter Oberflächen und Sedimente „molekulare Uhren“ archäologische Spuren (Artefakte) Geschichte (104-100 Jahre) historische Aufzeichnungen (Schrift) Dokumentierte menschliche Eingriffe

Umweltwissenschaften: Meilensteine Form, Größe und Alter der Erde chemischer Element-Begriff Energieerhalt Prozesse des Wärmetransports in der Atmosphäre (Wasserkreislauf) Prozesse des Wärmetransports in der Lithosphäre (Siliziumkreislauf) Wissen um und Kontrolle von Stoffmengen (statt Konzentrationen)

Ko-Evolution von Biosphäre und deren unbelebter Umwelt Aus Nature Heft vom 22.10. 2004

Die Geschichte der Schätzungen des Alters der Erde aus: Lunine (1999)

Heutiges Bild der Erde Aus: Ballentine (2002) Science, vol 296, p 1247 Daten sprechen immer stärker für full-mantle convection (statt zwei Lagen)

Eine kurze Geschichte des Lebens Theorien basieren auf: Metabolismus zuerst oder Selbstreproduktion zuerst

Eckdaten der Erdgeschichte

physikalisch/chemische Entstehungsbedingungen des Lebens Wärmetransport in der kontinentalen und ozeanischen Kruste in der Atmosphäre Geochemische Kreisläufe Wasser CO2 O2 Vergleich: Venus, Erde, Mars Die frühe Erde als „lebensfreundlicher Planet“

Konvektiver Wärmetransport Quelle: M. Schulte, Columbia University, New York

Chemische Differenzierungen

Erde/Venus Vergleich Die Erde unterscheidet sich in der Form und Zusammensetzung ihrer festen Kruste von allen anderen Himmelskörpern des Sonnensystems.

Wärmetransport Wärmetransport im Kern und Mantel Abnehmend [mW/m2] Die Rolle von Wasser (z.B. hydrothermale Zirkulation in der Tiefsee, chemische Differenzierung der Kruste) Wärmetransport in der Atmosphäre Zunehmend (blasse, junge Sonne) [W/m2] Die Rolle von Wasser (z.B. Treibhausgas, Albedo, Karbonatbildung)

Schnitt vom Pazifik bis unter die Anden Geol. Soc. Am. Bull. 114, 927 (2002).

Das aktuelle Geschwindigkeitsfeld Quelle: icarus.unavco.ucar.edu/science_support/ crustal_motion/dxdt/

Rekonstruktion der Kontinentverteilungen http://www.lothar-beckmann.de/Globalklima/seite14.htm From: http://www.lothar-beckmann.de/Globalklima/seite14.htm

Rekonstruktion der Kontinentverteilungen http://www.lothar-beckmann.de/Globalklima/seite14.htm From: http://www.lothar-beckmann.de/Globalklima/seite14.htm

Vorhersage der Kontinentverteilungen http://www.lothar-beckmann.de/Globalklima/seite14.htm . From: http://www.lothar-beckmann.de/Globalklima/seite14.htm

Modell für drei verschiedene Magmatypen GEOCHEMISTRY, GEOPHYSICS, GEOSYSTEMS, VOL. 2, 2001 [Paper number 2000GC000114] From: Lee R. Kump and James F. Kasting (2001)

Spuren eines Hotspots

Zusammenfassung: Geologie Naturgeschichte setzt Randbedingungen für Biosphäre „kein Wasser, kein Granit, keine Kontinente“ Uniformismus der Prozesse, aber Geschichte ihrer Ausprägung ...) Über lange Zeiträume gegenseitige Beeinflussung von Geschichte der Erde und des Lebens