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Gezeitenkräfte

Gezeitenkräfte

Unter den Gezeiten oder der Tide (niederdeutsch tiet=Zeit) versteht man den durch die Gravitation des Mondes und der Sonne verursachten Zyklus von Ebbe und Flut. Die maximale Wasserstandsdifferenz zwischen Hoch- und Niedrigwasser nennt man den Tidenhub. Dieser variiert je nach Stellung von Sonne und Mond: Stehen Sonne, Mond und Erde auf einer Geraden wie bei Voll- und Neumond, so addieren sich die Anziehungswirkungen, und es kommt zu einer (höheren) Springtide. Stehen Sonne, Mond und Erde in einem rechten Winkel zueinander wie bei Halbmond, so wird die Anziehungskraft des Mondes von der Sonne abgeschwächt, und es kommt zur (niedrigeren) Nipptide. Den Zeitpunkt der Strömungsumkehr zwischen auflaufend und ablaufend Wasser und umgekehrt nennt man den Kenterpunkt der Tide. Erreicht die Tide durch eine Flussmündung das Landesinnere spricht man von Gezeitenwelle. Die folgenden Erklärungen zur Entstehung der Gezeiten beziehen sich ausschließlich auf die vom Mond verursachten Gezeiten. Die Wirkung der Sonne kann analog verstanden werden, und die Gezeiten der Erde sind dann eine Überlagerung der Gezeiten von Mond und Sonne.

Missverständnisse in der Umgangssprache

Umgangssprachlich ist Flut der Höchststand und Ebbe der Tiefststand des Wassers. Leider wird diese Variante auch in einigen Fernsehsendungen (Galileo, Sendung mit der Maus) vertreten. Fachleute wie Schiffsführer und das [http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/808.jsp Bundesamt für Seeschiffahrt und Hydrographie] sowie Bewohner der Küste definieren Ebbe und Flut folgendermaßen: Ebbe ist der Vorgang des Sinkens des Wasserspiegels und Flut der Vorgang des Steigens des Wasserspiegels. Den Augenblick des Höchststandes bezeichnet man mit Hochwasser, den Augenblick des niedrigsten Wasserstands als Niedrigwasser.

Physikalische Erklärung

Gezeiten Gezeiten Gezeiten Die physikalische Ursache der Gezeiten ist die Gezeitenkraft. Sie beruht darauf, dass die Gravitationskraft mit der Entfernung abnimmt. Die Anziehungskraft des Mondes ist auf der dem Mond zugewandten Seite der Erde aufgrund der geringeren Entfernung zum Mond größer als auf der dem Mond abgewandten Seite. Durch die daraus resultierenden Kräfteverhältnisse ergeben sich an diesen beiden Stellen jeweils ein Gezeitenberg und in den Gebieten dazwischen Gezeitentäler. Dieser Effekt kann nicht einfach mit der Kraftwirkung erklärt werden. Eine anschauliche Erklärung für die an verschiedenen Orten der Erde wirkenden Gezeitenkräfte ist nicht ganz einfach: Genau betrachtet kreist nicht nur der Mond um die Erde, sondern Erde und Mond kreisen synchron um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Da die Erde 81 Mal so schwer ist wie der Mond, befindet sich dieser Schwerpunkt im Abstand von nur 4740 km vom Erdmittelpunkt und damit noch im Inneren der Erde mit ihrem Radius von 6378 km. Eine solche Kreisbewegung der Erde als starres Ganzes erfordert auf jeden einzelnen Massenpunktes der Erde eine ganz bestimmte Kraftwirkung, die aber das inhomogene Gravitationsfeld des Mondes nicht an jeder Stelle exakt liefern kann. Die Differenz dieser Kräfte führt zu einer Verformung der Erde und den Gezeiten. Da sich die Erde gleichzeitig einmal pro Tag um sich selbst dreht, treten zusätzliche Fliehkräfte auf. Da diese jedoch am Äquator überall gleich groß und radial nach außen gerichtet sind, tragen sie nicht zu den Gezeiten bei. Es ist daher für das Verständnis der relevanten Kräfte hilfreich, die Erde im Rahmen der folgenden Überlegung als nicht rotierend zu betrachten, und damit diese Fliehkräfte zu eliminieren. Die Bewegung der Erde reduziert sich in diesem Fall auf eine Bewegung, bei der ihr Zentrum um den gemeinsamen Schwerpunkt kreist, während sie gleichzeitig ihre Orientierung im Raum beibehält, anstatt zu rotieren (so genannte Revolution ohne Rotation). Alle Punkte der Erde vollführen dabei synchron die selbe Bewegung wie der Erdmittelpunkt nämlich eine Kreisbewegung mit einem Radius von 4740 km. Daher ist auch die damit verbundene Fliehkraft überall auf der Erde gleich. Sie ist stets vom Mond weg gerichtet. Im Erdmittelpunkt wird sie exakt durch die zum Mond hin gerichtete Anziehungskraft des Mondes kompensiert. An allen anderen Stellen ergibt jedoch die Summe aus Mondanziehung und dieser Fliehkraft gerade das Kraftfeld, das zu Ebbe und Flut führt. Da die Anziehungskraft des Mondes auf der dem Mond zugewandten Seite größer ist, ergibt diese Summe dort eine dem Mond zugewandte Kraft, und da sie auf der entgegengesetzten Seite schwächer ist, ergibt sie dort eine vom Mond abgewandte Kraft. Diese Kräfte ziehen die Erde gewissermaßen in die Länge und führen dort zu jeweils einem Flutberg, wobei sich die Erde im Bereich zwischen diesen Flutbergen entsprechend verjüngt. Bei einer vollständig mit Ozean bedeckten Erde ergäbe sich eine Höhenvariation von etwa 50 cm. Da die Mondanziehung zur dem Mond zugewandten Seite hin rascher zunimmt als sie gegenüber abnimmt, ist der Flutberg dort etwa 7% höher. Die zugehörige Flut wird auch Zenitflut genannt. Die Verhältnisse werden oft irreführend so dargestellt, als würde die vom Mond weg gerichtete Fliehkraft die Ozeane zur dem Mond abgewandten Seite drängen und damit den Flutberg dort bewirken. Dabei wird jedoch übersehen, dass diese Fliehkraft nicht nur auf die Ozeane wirkt sondern auch auf die Erde darunter und ferner überall auf der Erde den selben Wert hat, wie obige Überlegung zeigt. Sie kann daher nicht die Ursache einer Verformung der Erdoberfläche sein, anders als die Anziehungskraft des Mondes. Das gleiche gilt auch für die Fliehkraft, die bei einer echten Rotation der Erde einmal im Monat um den gemeinsamen Schwerpunkt auftreten würde, da sie sich von der obigen nur um eine radial nach außen gerichteten Komponente ohne Relevanz für Ebbe und Flut unterscheidet. Da die Erde sich innerhalb 24 Stunden einmal um sich selbst dreht und damit unter den beiden Flutbergen hindurch, gibt es zweimal täglich Flut und Ebbe. Der Abstand zwischen zwei Tidehochwässern beträgt jedoch nicht 12, sondern etwa 12 Stunden 25 Minuten, da der Mond auf seiner Bahn um die Erde täglich ein Stück weiterrückt, so dass er seine scheinbare Bahn am Himmel im Mittel 50 Minuten später durchläuft. Aufgrund der Küstenmorphologie (siehe unten), der Neigung der Erdachse und der elliptischen Bahn des Mondes um die Erde treten zusätzlich Variationen in den Abständen aufeinander folgender Hoch- und Tiefwasserstände auf. Im freien Ozean, wie beispielsweise bei den Azoren, beträgt diese Variation ca. eine Stunde. In Flussmündungen sind die Variationen größer, in Hamburg beispielsweise bis über zwei Stunden. Infolge Bildung von Knoten (siehe unten) können sie aber auch niedriger ausfallen. So beträgt diese Variation beispielsweise in Wilhelmshaven ca. 40 Minuten. Es ist aber nicht so, dass der Mond, bzw. die Gezeitenkraft, das Wasser der Ozeane direkt anheben könnte. Die Gezeitenkraft des Mondes in den Ozeanen entspricht etwa 0,0000001 (10^-7) der Kraft, welche die Erde durch ihre Gravitation auf das Wasser in den Ozeanen ausübt. Der Mond kann also das Wasser auf keinen Fall direkt anheben. Vielmehr verliert das Wasser in den Gebieten, in denen die Gezeitenkraft wirkt, an Gewicht. Der Gewichtsverlust (nicht Massenverlust) entspricht dort etwa dem Gewicht von 0.1 Mikrogramm pro Kilogramm. Dieser Gewichtsverlust bewirkt in den Gebieten der Gezeitenkraft eine Druckminderung im Wasser der Ozeane, so dass eine Wasserströmung ausgelöst wird. Die Wasserströmung führt zu einer Materialverschiebung in den Ozeanen, in die Tidenberge hinein. Im (nicht realen) statischen Fall, also bei einer nicht rotierenden Erde, würde dieser Prozess solange fortgesetzt werden, bis die Oberfläche des Ozeans eine Äquipotentialfläche im kombinierten Gravitationsfeld von Erde und Mond angenommen hat. Diese Äquipotentialfläche liegt im Maximum etwa 60 cm höher als die ungestörte Oberfläche der Ozeane. Real wird dieser statische Zustand wegen der Erdrotation nicht erreicht, bzw. von den auftretenden Strömungs- und Wellenprozessen überlagert. Die Gezeitenkraft ist aber die Anregung des gesamten Vorgangs. Da ein Teil des Erdkerns flüssig und Erdmantel und -kruste elastisch sind, führen die Gezeitenkräfte auch zu einer Verformung der Erdoberfläche. Die Gezeitenkräfte wirken auf das gesamte Volumen der Erde ein. Genau wie in den Ozeanen kommt es im flüssigen Material des Erdinneren zu Druckschwankungen, die im gesamten flüssigen Volumen des Erdinneren auftreten. Die Gezeitenkraft wird mit zunehmender Tiefe immer schwächer, der Druckunterschied zu den Regionen ohne Gezeitenkraft nimmt jedoch mit der Tiefe zu. Die Druckänderungen erfolgen mit der Periode der Gezeitenkraft. Wie in jeder Flüssigkeit, so werden durch diese Druckschwankungen im Erdinneren Materialströmungen ausgelöst. Da es sich dabei um die Strömung einer leitenden Flüssigkeit im Magnetfeld der Erde handelt, sind Effekte aus der Magnetohydrodynamik (MHD) zu erwarten. Das gilt natürlich auch für das Wasser der Ozeane, wo die Strömungen der Gezeiten offensichtlich sind. Schwankungen im Magnetfeld der Erde sind abhängig von Mond- und Sonnenstand, und können zum Teil mit diesem magnetohydrodynamischen Effekt erklärt werden. Die Verformung der Erdoberfläche erfolgt mit einer Verzögerung von etwa zwei Stunden, aber immerhin mit einer Vertikalbewegung von 20 bis 30 Zentimetern. Die Meere können den Gezeitenkräften leichter folgen, insbesondere auch ihren horizontalen Komponenten, die vor und hinter den Flutbergen auftreten. Ebbe und Flut stellen zum Teil die Differenz zwischen den Bewegungen der Meere und der Erdkruste dar, und sind zum anderen Teil eine Folge der komplexen (von der Geografie abhängigen) Strömungs- und Wellenvorgänge in den Weltmeeren, die durch die Gezeitenkraft angeregt werden. Die Gezeiten regen im Erdinneren kontinuierlich eine stehende seismologische Welle an, die mit Seismografen gemessen werden kann, sofern diese für die Messung langperiodischer Signale ausgelegt sind (vergleiche Erdspektroskopie). Die Verformung der Erde durch die Gezeitenkraft ist weitaus geringer als die Erdabplattung von 21 km als Folge der Erdrotation, die jedoch nicht auffällt, da sie statisch ist.

Küstenphänomene

In Küstennähe sind die Gezeiten erheblich durch die geometrische Form der Küsten beeinflusst. Das betrifft sowohl den Tidenhub als auch den Zeitpunkt des Eintretens von Ebbe und Flut. So ist der Tidenhub an den Küsten der Weltmeere oft größer als auf offener See. Das gilt insbesondere für trichterförmige Küstenverläufe. Das Meer schwappt bei Flut gewissermaßen an die Küste. So beträgt der Tidenhub in der westlichen Ostsee nur ca. 30 cm, an der deutschen Nordseeküste etwa 1 bis 2 Meter. In den Ästuaren (Mündungen) der tidebeeinflussten Flüsse, z.B. Elbe und Weser, beträgt der Tidenhub aufgrund der Trichterwirkung bis über 4 Meter. Noch höher ist der Tidenhub beispielsweise bei St. Malo in Frankreich oder in der Severn-Mündung zwischen Wales und England. Er kann dort über 8 Meter erreichen. In der Bay of Fundy treten die weltweit höchsten Gezeiten mit 14 bis 21 Metern auf. Der Zunahme der Höhe der Flutwelle an den Küsten erfolgt hin (???) etwa nach dem gleichen Prinzip wie bei einem Tsunami. Die Geschwindigkeit der Flutwelle verringert sich in flachem Wasser, wobei sich die Höhe der Welle vergrößert. Im Gegensatz zum Tsunami ist die Gezeitenwelle aber keine reine Oberflächenwelle, sondern enthält einen Anteil, der durch die Gezeitenkraft stets neu angeregt wird. Die durch die Tide auf hoher See an den Küsten angeregten Meeresschwingungen können auch zu Schwingungsknoten führen, an denen gar kein Tidenhub auftritt. Ebbe und Flut rotieren gewissermaßen um solche Knoten herum. Herrscht auf der einen Seite Ebbe, so herrscht auf der gegenüberliegenden Seite Flut. Dieses Phänomen findet man vor allem in Nebenmeeren, wie der Nordsee, die zwei solcher Knoten aufweist (siehe z. B. letztes Bild in [http://www.nordwestreisemagazin.de/ebbeflut-druck.htm]. Herausragend ist hierbei vor allem die Tideresonanz der Bay of Fundy. Durch die Gezeiten werden insbesondere in Küstennähe erhebliche Energiemengen umgesetzt. Dabei kann die kinetische Energie der Strömungen oder auch die potenzielle Energie mittels eines Gezeitenkraftwerks genutzt werden.

Rückwirkungen auf Erde und Mond

Die Tide wirkt auch wieder auf den Hauptverursacher, den Mond, zurück. Da die Flutberge aufgrund der Erdrotation bezüglich der Verbindungslinie zwischen Erd- und Mondmittelpunkt etwas in Richtung dieser Rotationsbewegung verschoben sind, ist die Anziehungskraft dieser Wassermassen auf den Mond nicht exakt zum Erdmittelpunkt hin gerichtet (Da die Erde schneller rotiert als der Mond sie umrundet, und wegen der Trägheit der Strömungen, laufen die Flutberge immer "vor dem Mond".). Durch die größere Masse der Zenitflut und ihren geringeren Abstand zum Mond ergibt sich dabei eine Kraft auf den Mond, die eine kleine Komponente in dessen Flugrichtung aufweist, so dass dem Mond permanent Energie und Drehimpuls zugeführt wird. Der Verlust an Rotationsenergie der Erde ist nicht auf die Übertragung von Energie auf den Mond beschränkt. Es treten zusätzlich Reibungsverluste wegen der Strömungen auf und in der Erde, und magnetohydrodynamische Verluste auf (siehe Magnetohydrodynamik, MHD). Die oben erwähnten Gezeitenkraftwerke würden zu diesem Energieverlust beitragen. In einer genaueren Analyse müssen Energie und Drehimpuls in diesem Prozess separat bilanziert werden, da es für beide Größen in der Physik jeweils einen Erhaltungssatz gibt. Die folgenden Erläuterungen gehen zwecks besserer Verständlichkeit von einem isolierten Erde - Mond System aus. Das ist kein vollständiges Modell, da es Planeten und die Sonne gibt, die dieses System stören (Störungsrechnung). Energieerhaltung: Die Erde verliert Rotationsenergie durch die Abbremsung infolge der Tiden. Diese Energie findet sich in der Rotationsenergie des Mondes, einer Erwärmung (Wärmeenergie) der Erde durch Reibung, den Strömungen im Erdinneren (kinetische Energie) und den durch einen MHD-Prozess ausgelösten Veränderungen im Magnetfeld der Erde wieder (genauer: elektromagnetisches Feld). Drehimpulserhaltung: Der Drehimpulsverlust bei der Abbremsung der Erdrotation wird auf den Drehimpuls des Mondes in seinem Orbit um die Erde, auf den Drehimpuls von Strömungen im Erdinneren, und auf das Erdmagnetfeld (elektromagnetisches Feld) der Erde übertragen. Durch die Abbremsung der Erde und die Übertragung von Drehimpuls und Rotationsenergie auf den Mond vergrößert sich der Abstand zwischen Erde und Mond jährlich um etwa 4 cm. Die Gegenkraft auf die Flutberge führt zu einem Drehmoment, das die Erdrotation bremst. Dadurch verlängern sich die Tage jedes Jahr um etwa 16 Mikrosekunden. Vor 500 Millionen Jahren dauerte ein Erdentag nur etwa 21 Stunden. Diese Darstellungen illustrieren die physikalischen Prozesse bei der Abbremsung der Erdrotation (Die Überlegungen gelten umgekehrt genauso für den Einfluß der Gezeitenkraft der Erde auf den Mond.). Mikrosekunde Mikrosekunde Mikrosekunde Mikrosekunde Mikrosekunde Mikrosekunde Der Mond erzeugt Tide (Gezeitenberge) auf der dem Mond zugewandten und abgewandten Seite der Erde. Diese Tide entstehen dadurch, dass sich im gesamten Körper der Erde (natürlich auch in den Ozeanen) Druckunterschiede bilden, die Materialströmungen und Verformungen auslösen. Die mit diesem Prozess verbundenen Reibungsverluste entziehen der Erdrotation Energie (Bild 1). Da sich die Erde dreht, wandern die Tide um die Erde herum. Die Erde dreht sich schneller, als der Mond umläuft. Wegen der Trägheit des Materials in den Tiden laufen sie "vor dem Mond". Deswegen enthält die Anziehung der Erde auf den Mond eine Komponente, die den Mond in seiner Bahnrichtung vorwärts zieht (Bild 2). Die Drehung der Erde wird durch die umgekehrte Anziehung des Mondes auf die Tide verlangsamt. Ein Körper in einer Umlaufbahn, der vorwärts beschleunigt wird wie der Mond, steigt in eine höhere Umlaufbahn auf und gewinnt an Energie. Dieser Prozess entzieht der Erde wieder Rotationsenergie (Bild 3). Energieerhaltung: Ein Teil des Verlustes an Rotationsenergie der Erde geht also durch Reibung (als Wärmeenergie) verloren, der andere Teil wird auf den Mond übertragen. Der Reibungsverlust hängt dabei von verschiedenen Eigenschaften des Materials in der Erde ab, die auf den Mond übertragene Energie wird ausschließlich durch die geometrische Massenverteilung bestimmt. Diese ist u.A. abhängig von der Geografie der Erde, wie etwa den Kontinenten, da sie die Ausbildung der Tide stören (Bild 4). Drehimpulserhaltung: Der Verlust an Eigendrehimpuls der Erde muss dem Gewinn an Bahndrehimpuls des Mondes entsprechen, plus einem Drehimpuls, der "irgendwo in der Erde" auftritt. Der auf den Mond übertragene Drehimpuls, hängt über die transferierte Energie nur von der geometrischen Massenverteilung auf der Erde ab. Der Verlust an Eigendrehimpuls der Erde wird dagegen durch den Verlust ihrer Rotationsenergie bestimmt, die auch von der inneren Reibung der Erde abhängig ist. Es gibt im Allgemeinen eine Differenz zwischen dem Verlust an Eigendrehimpuls der Erde und dem Gewinn an Bahndrehimpuls des Mondes. Dieser Drehimpuls muss irgendwo im System wieder auftauchen (Bild 5). Etwas locker gesagt: Was der Mond macht, hängt vom Äußeren der Erde ab. Der kann nicht ihre inneren Eigenschaften sehen, die Reibungsverluste bestimmen. Daraus ergeben sich Differenzen, die erklärt werden müssen. Auf der Erde gibt es einen Mechanismus, der einen Drehimpuls (und damit verbundene Energie) zwischenspeichern kann. "Zwischenspeicherung" deswegen, weil dieser Drehimpuls nur über Verformungen der geometrischen Massenverteilung auf der Erde als Bahndrehimpuls an den Mond übertragen werden kann. Ein Kandidat für diesen Mechanismus ist eine Kombination aus dem elektromagnetischen Feld und inneren Materialströmungen der Erde. Die Kombination aus elektromagnetischem Feld und Strömungen einer leitenden Flüssigkeit ist ein magnetohydrodynamisches System (MHD-System, Bild 6). Je nachdem, wieviel Rotationsenergie durch Reibung in der Erde verloren geht, und wieviel Drehimpuls über Verformungen der Erde an den Mond abgegeben wird, kommt es zu Schwankungen im Magnetfeld der Erde. Ein möglicher Zusammenhang zwischen den Gezeiten und anderen bekannten oder vermuteteten Phänomenen ist nicht gesichert oder nicht richtig verstanden. Dazu zählen unter Anderem (Stand September 2005): Messungen, die auf eine schnellere Rotation des Erdkerns relativ zum Erdmantel hinweisen (Abbremsung des Erdmantels durch eine stärkere Gezeitenbremsung), Schwankungen und Umpolungen des Erdmagnetfeldes (Schwankungen im Magnetfeld der Erde sind von Sonnen- und Mondstand abhängig), Einflüsse des Mondes auf die Stellung der Drehachse bei der Eigen-Rotation der Erde, und ein Zusammenhang mit Erdbeben. Tatsächlich gemessen wurden kontinuierliche Schwingungen (stehende Welle) als seismologische Wellen der Erde, die durch die Tide angeregt werden (siehe Seismologie). Siehe auch: Gezeiteninsel

Weblinks


- [http://www.greier-greiner.at/hc/gezeiten.htm Erklärung mit Animationen]
- [http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/index.jsp Gezeitentabellen der deutschen Nordsee]
- [http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/808.jsp Begriffe aus der Gezeitenkunde]
- [http://www.mobilegeographics.com/tides/index.html Gezeitentabellen weltweit]
- [http://exnatura.de:9099/ Gezeitentabellen weltweit, deutschsprachig]
- [http://www.muenster.de/~breitens/segeln/referate/ebbe/ebbeflut.htm Referat über die Verhältnisse bei Ebbe und Flut]
- [http://www.nordwestreisemagazin.de/ebbeflut.htm Die Gezeiten an der Nordseeküste] Kategorie:Ozeanologie ja:潮汐 zh-min-nan:Lâu-chúi

Niederdeutsch

Die niederdeutschen Sprachen (Eigenbezeichung: Nederdüütsch) gehören zu den westgermanischen Sprachen, aus denen sich eine Gruppe von germanischen Sprachen durch die zweite oder hochdeutsche Lautverschiebung (mittel- und oberdeutsche Mundarten des Hochdeutschen) geschieden hat (südlich der Benrather Linie). Sie weisen unter anderem Ähnlichkeiten mit der hochdeutschen, der englischen Sprache und der friesischen Sprache auf. Die niederdeutsche Sprache wurde in der Frühzeit der Germanistik in die zwei Gruppen geteilt: die niederfränkische Sprache und die niedersächsische Sprache, welche umgangssprachlich als Plattdeutsch (plattdüütsch) bezeichnet wird. Die Niederländische Sprache, „die deutsche Hochsprache der niederen Lande”, zu der auch die flämischen Dialekte der Nordhälfte Belgiens gehören, hat sich wie das Niedersächsische aus einem Zweig des Niederdeutschen (Niederfränkisch) entwickelt. Die altsächsische Sprache geht wie die sächsischen Anteile der angelsächsischen Sprache auf den Stamm der Sachsen zurück, wie er vor der Völkerwanderung an der Elbmündung sesshaft war. Durch die Völkerwanderung breitete sich der Sachsenstamm, und damit auch seine Sprache, nach England und andererseits nach Süden und Südwesten aus. Die auf dem Kontinent verbliebenen Sachsen wurden von Beda Venerabilis als Altsachsen bezeichnet, daher der Name Altsächsisch für die älteste Stufe der niederdeutschen Sprache. Durch die Völkerwanderung breitete sich die altsächsische Sprache über ein Gebiet aus, das die heutigen Regionen Holstein (ohne Ostholstein), Stormarn, Niedersachsen, Westfalen und die östlichen Niederlande umfasste. Im Wendland (Wenden wurden die Slawen von den Sachsen genannt) gab es noch jahrhundertelang ein slawisch-sächsisches Mischgebiet. Erst durch die Ostsiedlung (Ostkolonisation) breitete sich die altsächsische bzw. altniederdeutsche, dann seit etwa 1225 mittelniederdeutsche Sprache, weiter nach Osten aus. Neue große Sprachlandschaften entstanden: Mecklenburgisch, Pommersch, Südmärkisch (Brandenburgisch), Niederpreußisch (nicht zu verwechseln mit der baltischen altpreußischen Sprache) und das Niederdeutsche in den Städten und auf den Gutshöfen im Baltikum und in Skandinavien. Außerdem verzeichnete das Mittelniederdeutsche Gebietsgewinne in Schleswig und in Ostfriesland. All diese neuen Sprachgebiete des Niederdeutschen sind sogenannte Kolonisationsschreibsprachen oder Kolonisationsmundarten, die einige Besonderheiten in der Grammatik und im Wortschatz aufwiesen. So lautet der Einheitskasus der Verben noch heute in den Dialekten des Altlandes (bereits in altsächsischer Zeit niederdeutsches Sprachgebiet) lautgesetzmäßig -(e)t, also anstelle des hochdeutschen wir mach-en, ihr mach-t, sie mach-en im Westniederdeutschen: wi maak-t, ji maak-t, se maak-t. Im Ostniederdeutschen, im Schleswiger Platt und im ostfriesischen Platt lautet er hingegen -en, also wi mak-en, ji mak-en, se mak-en. altpreußischen Sprache Während das Niederfränkische in den Niederlanden und Belgien – bedingt durch die Eigenstaatlichkeit nach dem westfälischen Frieden – deutsche Schrift- und Kultursprache wurde (duitsche taal der neederen Landen)bzw. blieb, sind die niederdeutschen Mundarten (in Deutschland und in den Niederlanden) gegenüber der hochdeutschen Sprachform bzw. der hochniederländischen Sprachform auf dem Rückzug. Historische Gründe in Deutschland dafür sind die jahrhundertelange kulturelle Überlegenheit des oberdeutschen Raumes, die Vorbildfunktion des Kaiserhofes, der seit der Zeit der Salier Hausmacht und Schwerpunkt im Süden hatte, und die Bibelübersetzung Martin Luthers. In einem langen Prozess wurde das Niederdeutsche aus Kirche, Schule, Politik, Literatur und Wissenschaft, ab dem 20. Jahrhundert auch aus den meisten Familien, verdrängt. Aber auch massive Zuwanderungen von Menschen aus anderen Dialekträumen nach dem II. Weltkrieg haben zur Erosion der Sprache in den vergangenen 50 Jahren beigetragen. Regionale Wiederbelebungsversuche können diesen von den Massenmedien zusätzlich beschleunigten Vorgang nicht aufhalten. Das Niederdeutsche war einst eine bedeutende Schriftsprache. Es war die Verkehrssprache der Hanse und lange Zeit die lingua franca des Nord- und Ostseeraumes. Unter Sprachforschern bezeichnet man sie generell als »Mittelniederdeutsch«, obwohl der Begriff eigentlich für eine sprachgeschichtliche Entwicklungsperiode steht (ungefähr 1200–1600). Unter »Mittelniederdeutsch« versteht man also nicht nur die Schriftsprache, sondern auch die vielfältigen Dialekte der damaligen Zeit (die sich heute jedoch nur schwer rekonstruieren lassen). In der mittelniederdeutschen Schriftsprache hingegen liegen zahllose, bis in die Neuzeit hinein verfasste schriftliche Dokumente, Bücher und Urkunden vor. Sprachzentrum der damaligen Zeit war die Hansemetropole Lübeck; nach dem Zusammenbruch des Städtebundes wurde das Niederdeutsche auf regionaler Ebene lange weiterverwendet, auch in Amsterdam, Brügge und Utrecht, wo es zur Grundlage der niederländischen Standardsprache wurde. Die Niederländer haben nämlich nach dem Westfälischen Frieden den kulturellen Anschluss ans deutsche Reich verloren und die niederdeutsche Schriftsprache weiterentwickelt (bzw. die Sprache hat sich weiterentwickelt, vor allem vereinfacht). Wogegen die in den Niederlanden gesprochenen niederdeutschen (niederfränkischen) Dialekte so verschieden sind, wie vergl. die hochdeutschen (alemannischen) Dialekte in der Schweiz. In Norddeutschland hingegen wurde das Niederdeutsche als Schriftsprache immer mehr vom Hochdeutschen verdrängt und sank auf Dialektniveau herab. In Hamburg und Bremen gab es bis in die letzten Jahrzehnte eine »vornehme« plattdeutsche Umgangssprache, die sich von den ländlichen Mundarten deutlich abhob. Sie ist das letzte Relikt der gehobenen Schriftsprache früherer Zeiten.

Stammbaum

Niederdeutsch, Nederdüütsch, Nederduytsch, Nederduitsch, Nederduits, "Dietsch"
- Niederfränkisch, besser bekannt als Standardniederländisch (Niederlande, Belgien und Frankreich - in der äußersten Nordostecke bei Dünkirchen, also im historischen Flandern; Deutschland - die niederfränkischen Dialekte am Niederrhein)
  - Afrikaans (Südafrika, Namibia)
- Niedersächsisch, in Norddeutschland besser bekannt als Plattdeutsch (Plattdüütsch)
  - Westniedersächsische Mundarten, auch Westnedersäksisch oder Westnedersässisch (Norddeutschland, Niederlande)
  - Ostniederdeutsch (Deutschland, z.B. Mecklenburg-Vorpommern und Brandenburg und aussterbend in Polen und in Litauen im Memelgebiet sowie in Russland im Gebiet Kaliningrad/Königsberg)
    - Plautdietsch oder auch niederpreußische Sprache (entstanden an der Weichselmündung bei Danzig, durch mennonitische Auswanderer weit verbreitet, so heute insbesondere in Nordamerika) In Deutschland wird der Begriff Niederdeutsch häufig als Synonym für die Niedersächsische Sprache ("die sächsische Sprache des niederen Landes") benutzt. Die Niederdeutsche Sprache im Sinne des sprachwissenschaftlichen Terminus Niedersächsische Sprache ist seit 1998 als Regionalsprache anerkannt und durch die Europäische Charta der Regional- und Minderheitensprachen geschützt. In der Wissenschaft hat sich eine Niederdeutsche Philologie bereits in den Anfängen von der übrigen Deutschen Philologie verselbständigt. Die Mehrzahl der Sprecher des Niederdeutschen waren immer von der Eigensprachlichkeit des Niederdeutschen überzeugt. Das Niederdeutsche (Niedersächsische) teilt noch heute beinahe den gesamten Wortschatz mit dem modernen Niederländischen (mit Ausnahme weniger Entlehnungen und Weiterbildungen). Auch die Formenlehre/ Grammatik stimmt in beiden Varianten überein. Elementare Unterschiede bestehen in der Aussprache (das gilt nicht für das Niederfränkische am deutschen Niederrhein, das oft dem Niederländischen zugerechnet wird).

Merkmale

Lautstand

Die niederdeutschen Sprachen haben - wie auch die weiteren westgermanischen Sprachen: das Niederländische, das Friesische und das Englische - die zweite germanische oder hochdeutsche Lautverschiebung nicht oder nur zu einem sehr geringen Teil mitgemacht. Daher sind viele Worte der niederdeutschen Sprachen ähnlich den entsprechenden englischen, dänischen, schwedischen, norwegischen und isländischen Worten, z.B.
- nd. Water; engl. water; dän. vand (Wasser)
- nd. Vader, Vadder; engl. Father; dän. far (Vater)
- nd. Pann, Panne ; engl. pan (Pfanne)
- nd. Salt; engl. salt; dän. salt (Salz)
- nd. Melk; engl. milk; dän. mælk (Milch)
- nd. Köppen; engl. cup (Tasse) In der niederländischen Sprache, sowie in einigen westniedersächsischen Dialekten wird das g als hartes ch gesprochen (für das weiche ch wird ǧ geschrieben), im Westfälischen als weiches ch.

Grammatik


- Artikel haben (anders als im Hochdeutschen) nur zwei Geschlechter: geschlechtlich und sächlich
  - de Mann / de Man (der Mann)
  - de Fru / de vrouw (die Frau)
  - dat Kind / het Kind (das Kind)
- Die Personalpronomina sind einander ähnlich, insbesondere hat die dritte Person Singular eine andere Wurzel als im Hochdeutschen (he statt er)
  - Singular: Ik, du/je, he/hij, se/ze, dat/et,het (ich, du, er, sie, es)
  - Plural: Wi/wij, ji/jullie, se/ze (wir, ihr, sie)
- Possesivpronomina
  - Singular: mien/mijn, dien/dijn, sien, hör/ehr/har (mein, dein, sein, ihr)
  - Plural: uns/onz, jo, hör
- Demonstrativpronomina haben (anders als im Deutschen) nur zwei Genera: geschlechtlich und sächlich
  - Singular: disse, dit(dieser/diese, dieses, jener/jene, jenes)
  - Plural: disse/düsse/dese/deze, de/die (diese, jene) Das Präfix ge- für die Charakterisierung des Partizips Perfekt und davon abgeleiteter Substantive ist - ähnlich, wie in der hochdeutschen Sprachentwicklung - zunächst in die Schriftsprache (mittelniederdeutsch und mittelniederländisch) integriert worden, im nordniedersächsischen und ostniederdeutschen Raum (Nordniedersächsisch und Mecklenburgisch) jedoch nicht vollständig. Dort ist dieses Sprachmerkmal, vermutlich auch unter Einfluss der schwedischen und dänischen Regentschaft in Teilen Norddeutschlands sowie der Beziehungen zu Skandinavien in der gesprochenen, später auch der geschriebenen Sprache nicht mehr aufzufinden. Dementsprechend findet man dieses Präfix im Niederländischen, Westfälischen und Ostfälischen, aber nicht im Ostfriesischen, Nordniedersächsischen und Mecklenburgischen. Im Weserplatt findet sich das Präfix abgeschwächt wieder, obwohl es dem Nordniedersächsischen zugerechnet wird.
- ndl. gekocht, westf. gekoopt, weserpl. 'ekofft, nnds. kööpt, dän. købt (gekauft)
- ndl. geslapen, nnds. slapen, weserpl. 'eslapen, engl. slept (geschlafen) Das Perfekt und Plusquamperfekt wird - ähnlich wie im Deutschen - mit dem Hilfsverb hebben gebildet. Das Futur wird - anders als im Deutschen und ähnlich wie im Englischen mit dem Hilfsverb sallen/schallen/zullen (verwandt, aber nicht bedeutungsidentisch mit dem Deutschen sollen gebildet :Ik schall na School gahn kann sowohl Ich werde zur Schule gehen als auch Ich soll zur Schule gehen bedeuten. Tatsächlich bevorzugt das Niederdeutsche aber - wie auch das gesprochene Hochdeutsche, reines Präsens zur Bezeichnung des Futurs ("Ik gah mörgen na School to.") Das Kasussystem ist - parallel zum Englischen und den skandinavischen Sprachen auf drei Fälle - vereinfacht, Akkusativ und Dativ sind zum Objektiv vereinigt: :Ik kiek den Mann an (Ich sehe den Mann an, Akkusativ) :Ik geev den Mann Geld (Ich gebe dem Mann Geld, Dativ) Diese Entwicklung setzte zunächst im Norden des niederdeutschen Sprachgebiets ein, setzte sich dann aber nach Süden (Niederländisch, Westfälisch) weiter durch. Im Ostfriesischen sind bei den Substantiven auch Subjektfall und Objektfall zusammengefallen.

Siehe auch

Altniederdeutsch und Mittelniederdeutsche Sprache; Volkssprache

Weblinks


- [http://www.ins-bremen.de/ INS Bremen: Niederdeutsch in der Europäischen Charta]
- [http://www.niederdeutsch.com Niederdeutsche Sprache und Autoren, v.a. aus Mecklenburg und Vorpommern]
- [http://www.plattmaster.de/gramm1.htm Niederdeutsche Grammatik]
- [http://www.plautdietsch-freunde.de Plautdietsch-Freunde e.V.]
- [http://www.ruemenapf.de/hans/niederdeutsch.html Der Brautsuppenstreit von 1666 (aus der Herzog-August-Bibliothek Wolfenbüttel)] Kategorie:Sprachgruppe Kategorie:Sprache Kategorie:Dialekt Kategorie:Norddeutschland

Mond

Der Erdmond (lateinisch Luna), der meist nur Mond genannt wird, ist der einzige natürliche Trabant der Erde. Von ihr abgesehen ist er der einzige Himmelskörper, der bisher von Menschen betreten wurde, und damit auch der am besten erforschte. Trotzdem birgt er noch viele Geheimnisse, etwa zu seiner Entstehung und manchen Geländeformen. Die spätere Entwicklung und sein innerer Aufbau sind jedoch seit einigen Jahren weitgehend geklärt. Das Zeichen des Mondes ist eine Mondsichel: Gelände

Bahn und Rotation des Mondes

Scheinbare Bewegung von der Erde aus gesehen

Von der (rotierenden) Erdoberfläche aus betrachtet, umkreist der Mond die Erde von Osten nach Westen auf einer Bahn, die um 5,1 Grad gegen die Sonnenbahn geneigt ist. Seine scheinbare Bewegung ähnelt damit der der Sonne; sie dauert etwa 24 Stunden und 50 Minuten. Der Zeitpunkt des Mondauf- und -untergangs ist damit jeden Tag etwa 50 Minuten später. In 29 Tagen geht der Mond 28 Mal auf. Für einen Beobachter auf der Nordhalbkugel steht der Mond (wie auch die Sonne) an seinem höchsten Bahnpunkt im Süden, für einen Beobachter auf der Südhalbkugel im Norden (und die sichtbaren Oberflächenstrukturen erscheinen im Vergleich zur Nordhalbkugel auf den Kopf gestellt, wie man beispielsweise bei den in Neuseeland gedrehten „Der Herr der Ringe“-Filmen in einigen Szenen gut sehen kann). In Äquatornähe kann man den Mond an seinem höchsten Punkt im Zenit sehen.

Mondbahn

Die Bahn des Mondes um die Erde ist eine Ellipse der numerischen Exzentrizität 0,055; das heißt, die größte und die kleinste Entfernung vom Zentrum weicht jeweils um 5,5 Prozent von einer wirklichen Kreisbahn ab. Der mittlere Bahnradius – die große Halbachse – misst 384.400 Kilometer. Den erdnächsten Punkt der Bahn nennt man Perigäum. Er befindet sich 356.410 km vom Erdmittelpunkt entfernt. Der erdfernste Punkt heißt Apogäum und ist 406.740 km vom Erdmittelpunkt entfernt. Die Durchgänge des Mondes durch die Bahnebene der Erde (die Ekliptik) nennt man Mondknoten, wobei der aufsteigende Knoten den Eintritt in die Nord-, der absteigende den in die Südhemisphäre beschreibt. Der Mond umläuft zusammen mit der Erde die Sonne, durch die Bewegung um die Erde pendelt der Mond jedoch um eine gemeinsame Ellipsenbahn. Die Variation der Gravitation während dieser Pendelbewegung führt zusammen mit geringeren Störungen durch die anderen Planeten zu Abweichungen von einer exakten Keplerellipse um die Erde.
- Das Perigäum umläuft die Erde direkt mit einer Periode von 8,85 Jahren.
- Die Mondknoten umlaufen die Erde aufgrund einer Präzessionsbewegung retrograd, also gegen die Umlaufrichtung des Mondes, mit einer Periode von 18,61 Jahren. Sie bewirken daher eine schwache Modulation der Erdpräzession mit eben dieser Periode, die als Nutation bezeichnet wird.

Bahnperiode

Die Dauer eines Bahnumlaufs des Mondes (Monat) kann man nach verschiedenen Kriterien festlegen, die jeweils unterschiedliche Aspekte abdecken.
- Nach einem siderischen Monat (27,32 d) nimmt der Mond wieder die gleiche Stellung zu den Fixsternen ein (von der Erde aus beobachtet).
- Nach einem synodischen Monat (29,53 d; Periode der Mondphasen) erreicht der Mond wieder die gleiche Stellung zur Sonne (von der Erde aus beobachtet).
- Einen drakonitischen Monat (27,2122 d) benötigt er, um wieder durch den gleichen Knoten seiner Bahn zu laufen; er ist wichtig für die Sonnen- und Mondfinsternisse.
- Einen anomalistischen Monat (27,555 d) benötigt der Mond von einem Perigäumdurchgang zum nächsten.

Mondphasen

Das Aussehen des Mondes variiert im Laufe seines Bahnumlaufs und durchläuft die Mondphasen Mondphase
- Neumond – der Mond steht zwischen der Sonne und der Erde
- zunehmender Mond (abends sichtbar)
- Vollmond – die Erde steht zwischen der Sonne und dem Mond
- abnehmender Mond (morgens sichtbar) right Die nicht von der Sonne beleuchteten Teile der erdzugewandten Mondseite sind dabei nie völlig dunkel, sondern werden durch das Erdlicht – den Widerschein der Erdoberfläche und der Erdatmosphäre – indirekt ein wenig aufgehellt. Diese Aufhellung wird auch als aschgraues Mondlicht bezeichnet und ist am besten bei schmaler Mondsichel zu sehen. Seine Ursache wurde schon von Leonardo da Vinci richtig erkannt. Mit einem Fernglas selbst geringer Vergrößerung sind in dem Erdschein sogar Einzelheiten erkennbar, denn aufgrund des größeren Durchmessers und des höheren Rückstrahlungsvermögens der Erde ist die „Vollerde“ rund 50 mal so hell wie der Vollmond. Messungen des aschgrauen Mondlichts erlauben Rückschlüsse auf Veränderungen der Erdalbedo.

Mondrotation

Durch die Gezeitenwirkung, die durch die Gravitation der Erde entsteht, hat der Mond seine Rotation der Umlaufzeit (siderischer Monat) angepasst (gebundene Rotation), das heißt bei einem Umlauf dreht er sich im gleichen Drehsinn einmal um die eigene Achse. Daher ist von der Erde aus immer dieselbe Seite zu sehen. Die Rückseite des Mondes konnte 1959 erstmals durch Raumsonden beobachtet werden. Wegen der gebundenen Rotation würde ein Beobachter auf dem Mond die Erde immer an der selben Stelle des Himmels sehen (abgesehen von leichten Schwankungen, die durch Librationen verursacht sind). Die Erde geht also niemals „auf“ oder „unter“. Ein Beobachter auf der Mondrückseite kann die Erde dagegen niemals sehen. Wegen des Fehlens einer richtigen Atmosphäre ist der Mondhimmel nicht farbig, sondern schwarz. Sterne kann man jedoch auch auf dem Mond nur nachts sehen, oder wenn man die Augen gegen die Umgebung abschirmt, denn die Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges stellt sich auf die hell leuchtende Mondoberfläche ein und kann die Sterne nicht mehr wahrnehmen. Die Erde erscheint als bläuliche Scheibe, fast viermal größer als der Mond von der Erde aus. Sie rotiert (in knapp 24 Stunden) und durchläuft Phasen, die den Mondphasen entsprechen und diesen entgegengesetzt sind. Bei Neumond herrscht „Vollerde“ und bei Vollmond „Neuerde“. Die Sonne wandert vom Mond aus gesehen sehr langsam über den Sternenhimmel. Von Sonnenaufgang bis zum Höchststand der Sonne dauert es eine Woche, und von dort eine weitere Woche bis zum Sonnenuntergang, worauf eine 14-tägige Nacht folgt. Ein Tag-Nacht-Zyklus auf dem Mond dauert somit einen Monat.

Finsternisse

Verfinsterungen zwischen Sonne, Mond und Erde treten auf, wenn die drei Himmelskörper auf einer Linie liegen, das heißt, nur bei Vollmond oder Neumond, und wenn sich der Mond in einem der zwei Mondknoten befindet. Das passiert nur zwei mal pro Jahr.

Mondfinsternis

Verfinsterung Bei einer Mondfinsternis, die nur bei Vollmond auftreten kann, steht die Erde zwischen Sonne und Mond. Sie kann auf der gesamten Nachtseite der Erde beobachtet werden und dauert maximal 3 Stunden 40 Minuten. Man unterscheidet
- totale Mondfinsternis, bei welcher der Mond völlig in den Erdschatten wandert. Die Totalität dauert höchstens 100 Minuten. Betrachtet man die geometrischen Verhältnisse bei einer totalen Mondfinsternis, so sollte der Mond im Kernschatten der Erde liegen, der sich theoretisch knapp 1,4 Millionen Kilometer in den Raum erstrecken sollte, tatsächlich aber wegen der starken Streuung durch die Erdatmosphäre nur etwa 250.000 Kilometer weit reicht. Der Mond wird deshalb auch bei totalen Finsternissen nicht völlig verdunkelt. Da die Erdatmosphäre die blauen Anteile des Sonnenlichts stärker streut als die roten, erscheint der Mond bei totalen Finsternissen als dunkle rotbraune Scheibe; daher auch die gelegentliche Bezeichnung "Blutmond".
- partielle Mondfinsternis, bei der nur ein Teil des Mondes von der Erde abgeschattet wird, das heißt ein Teil des Mondes bleibt während des gesamten Verlaufs der Finsternis sichtbar.
- Halbschattenfinsternis, bei welcher der Mond nur (ganz oder teilweise) in den Halbschatten der Erde eintaucht. Halbschattenfinsternisse sind ziemlich unauffällig; es zeigt sich lediglich eine leichte Vergrauung derjenigen Mondseite, die dem Kernschatten der Erde am nächsten ist. Vom Mond aus gesehen stellt sich eine Mondfinsternis als Sonnenfinsternis dar. Dabei verschwindet die Sonne hinter der schwarzen Erdscheibe. Bei einer totalen Mondfinsternis herrscht auf der ganzen Mondvorderseite totale Sonnenfinsternis, bei einer partiellen Mondfinsternis ist die Sonnenfinsternis auf dem Mond nur in einigen Gebieten total, und bei einer Halbschatten-Mondfinsternis herrscht auf dem Mond partielle Sonnenfinsternis. Ringförmige Sonnenfinsternisse gibt es auf dem Mond wegen des im Verhältnis zur Sonne viel größeren scheinbaren Durchmessers der Erdscheibe nicht; lediglich durch die beschriebene Lichtstreuung in der Erdatmosphäre wird der Rand der schwarzen Scheibe zu einem kupferrot schimmernden Ring, der dem Mond die entsprechende Farbe verleiht.

Sonnenfinsternis

Erdatmosphäre]] Bei einer Sonnenfinsternis, die nur bei Neumond auftreten kann, steht der Mond zwischen Sonne und Erde. Sie kann nur in den Gegenden beobachtet werden, die den Kern- oder Halbschatten des Mondes durchlaufen; diese Gegenden stellen sich meist als lange, aber recht schmale Streifen auf der Erdoberfläche dar. Man unterscheidet:
- totale Sonnenfinsternis, bei der der Mond die Sonnenscheibe einige Minuten lang vollständig bedeckt und die Erde den Kernschatten (Umbra) des Mondes durchläuft;
- partielle Sonnenfinsternis, bei welcher der Mond die Sonnenscheibe nicht vollständig bedeckt; der Beobachter befindet sich dabei im Halbschatten (Penumbra) des Mondes;
- ringförmige Sonnenfinsternis, wenn der Mond durch zu große Erdferne die Sonnenscheibe nicht ganz abdeckt (siehe auch: Durchgang).

Sarosperiode

Bereits den Chaldäern war (um ca. 1000 v. Chr. ?) bekannt, dass sich Finsternisse nach einem Zeitraum von 18 Jahren und 11 Tagen, der Sarosperiode, wiederholen. Nach 223 synodischen bzw. 242 drakonitischen Monaten (von lat. draco, Drache, altes astrologisches Symbol für die Mondknoten, da man dort einen mond- und sonnenfressenden Drachen vermutete) besteht wieder fast die selbe Stellung von Sonne, Erde und Mond zueinander, so dass sich eine Finsternisstellung nach 18 Jahren und 11,33 Tagen erneut ergibt. Die Ursache dieser Periode liegt darin begründet, dass bei einer Finsternis sowohl die Sonne als auch der Mond nahe der Knoten der Mondbahn liegen müssen, welche in 18 Jahren einmal um die Erde laufen. Thales hat diese Periode, die er bei einer Orientreise kennenlernte, für seine Finsternisprognose 585 v. Chr. benutzt. Durch sie konnten die Griechen die militärisch überlegenen Perser besiegen. Da die Übereinstimmung der 223/242 Monate nicht exakt ist, reißt die Sarosperiode etwa alle 1.300 Jahre ab und eine neue beginnt, in der sich die vorigen Finsternisse nicht mehr wiederholen.

Selenologie und Selenografie

Perser Die Selenologie oder „Geologie des Mondes“ beschäftigt sich mit seiner Entstehung, seinem Aufbau und seiner Entwicklung sowie mit der Entstehung der beobachteten Strukturen und der dafür verantwortlichen Prozesse, während die Aufgabe der Selenografie in der Erstellung von Mondkarten besteht.

Eigenschaften und Entwicklung des Mondes

Hauptartikel: Entstehung des Mondes Der Mond hat einen Durchmesser von 3.476 km und weist mit 3,345 g/cm3 eine geringere Dichte als die Erde auf. Aufgrund seines im Vergleich zu anderen Planeten recht großen Größenverhältnisses zur Erde bezeichnet man Erde und Mond deshalb gelegentlich auch als Doppelplanet. Seine im Vergleich zur Erde geringe mittlere Dichte blieb auch lange ungeklärt und sorgte für zahlreiche Theorien zur Entstehung des Mondes. Das heute weithin anerkannte Modell zur Entstehung des Mondes besagt, dass vor etwa 4,5 Milliarden Jahren ein Himmelskörper von der Größe des Mars nahezu streifend mit der Erde kollidierte. Dabei wurde viel Materie, vorwiegend aus der Erdkruste und dem Mantel des einschlagenden Körpers, in eine Erdumlaufbahn geschleudert, ballte sich dort zusammen und formte schließlich den Mond. Nach aktuellen Simulationen bildete sich der Mond in einer Entfernung von rund drei bis fünf Erdradien, also in einer Höhe zwischen 20.000 und 30.000 Kilometern. Durch den Zusammenstoß und die freiwerdende Gravitationsenergie bei der Bildung des Mondes wurde dieser aufgeschmolzen und vollständig von einem Ozean aus Magma bedeckt. Im Laufe der Abkühlung bildete sich eine Kruste aus den leichteren Mineralen aus, die noch heute in den Hochländern vorzufinden sind. Auf der Erde wird der Pazifik teilweise als Überrest dieses Ereignisses betrachtet. Die „junge“ Mondkruste wurde bei größeren Einschlägen immer wieder durchschlagen, so dass aus dem Mantel neue Lava in die entstehenden Krater nachfließen konnte. Es bildeten sich die Maria, die erst einige hundert Millionen Jahre später vollständig erkalteten. Das sog. „Große Bombardement“ endete erst vor 3,8 bis 3,2 Milliarden Jahren, nachdem die Anzahl der Meteoriteneinschläge vor etwa 3,9 Milliarden Jahren deutlich zurückgegangen war. Danach ist keine starke vulkanische Aktivität nachweisbar, doch konnten einige Astronomen vereinzelte Leuchterscheinungen beobachten. Im November 2005 konnte ein [http://idw-online.de/pages/de/news138356 internationales Forscherteam] der ETH Zürich sowie der Universitäten Münster, Köln und Oxford erstmals die Geburtsstunde des Mondes präzise datieren. Dafür nutzten die Wissenschaftler eine Analyse des Isotops Wolfram-182 und berechneten das Alter des Mondes auf (4.527 ± 10) Millionen Jahre.

Innerer Aufbau des Mondes

Wolfram Wolfram Unser Wissen über den Aufbau des Mondes beruht im Wesentlichen auf den Daten der vier von den Apollo-Missionen zurückgelassenen Seismometer, die diverse Mondbeben und Erschütterungen durch Meteoriteneinschläge aufzeichneten, sowie den Kartierungen der Oberfläche, des Gravitationsfeldes und der mineralischen Zusammensetzung durch die Clementine- und die Lunar Prospector-Mission. Der Mond besitzt eine 70 (an der Mondvorderseite) bis 150 km (Rückseite) dicke Kruste, die von einer mehrere Meter dicken Regolithschicht bedeckt ist. Darunter liegt ein fester Mantel aus Basaltgesteinen. Es gibt Anzeichen für eine Unstetigkeitsfläche in 500 Kilometer Tiefe, an der ein Wechsel der Gesteinszusammensetzung vorliegen könnte. Der 200 bis 400 Kilometer große eisenhaltige Kern dürfte Temperaturen um 1.600 Grad Celsius aufweisen. Die gebundene Rotation des Mondes hat auch Einflüsse auf Form und inneren Aufbau. Der Mond ist in Richtung Erde lang gezogen und sein Massenschwerpunkt liegt etwa 2 Kilometer näher zur Erde als sein geometrischer Mittelpunkt.

Mondbeben

eisen Die zurückgelassenen Seismometer der Apollomissionen registrieren etwa 500 Mondbeben pro Jahr. Die Beben sind im Vergleich zu irdischen Beben sehr schwach, das stärkste erreichte eine Stärke von knapp 5 auf der Richterskala, die meisten liegen aber bei einer Stärke von 2. Die seismischen Wellen der Beben können ein bis vier Stunden lang verfolgt werden, sie werden im Mondinneren also nur sehr schwach gedämpft. Mehr als die Hälfte der Beben entstehen in einer Tiefe von 800 bis 1.000 Kilometer und weisen Häufigkeitsspitzen beim Apogäum- und Perigäum-Durchgang auf, das heißt alle 14 Tage. Auch sind Beben aus der oberflächennahen Region des Mondes bekannt. Die Ursache liegt darin, dass sich der Aufbau des Mondes dem Mittelwert der durch die Erde verursachten Gravitation angepasst hat. Durch die Beben werden die inneren Spannungen abgebaut, die am erdnächsten und erdfernsten Punkt der Mondbahn ihr Maximum erreichen. Der Ursprung der Beben verteilt sich nicht gleichmäßig über eine komplette Mantelschale, sondern die meisten Beben entstehen an nur etwa 100 Stellen, die jeweils nur wenige Kilometer groß sind. Der Grund für diese Konzentration ist noch nicht bekannt.

Mascons

Mascon Durch ungewöhnliche Einflüsse auf die Bahnen der Lunar-Orbiter-Missionen erhielt man Ende der 1960er erste Hinweise auf Schwereanomalien, die man Mascons (Mass concentrations, Massenkonzentrationen) nannte. Durch Lunar Prospector wurden diese Anomalien näher untersucht, sie befinden sich meist im Zentrum der Krater und sind vermutlich durch die Einschläge entstanden. Möglicherweise handelt es sich um die eisenreichen Kerne der Impaktoren, die aufgrund der fortschreitenden Abkühlung des Mondes nicht mehr bis zum Kern absinken konnten. Nach einer anderen Theorie könnte es sich um Lavablasen handeln, die als Folge eines Einschlags aus dem Mantel aufgestiegen sind.

Mondoberfläche

Die Oberfläche des Mondes ist nahezu vollständig von einer trockenen, aschgrauen Staubschicht, dem Regolith, bedeckt, der scheinbare „Silberglanz“ wird einem irdischen Beobachter durch den Kontrast zum Nachthimmel nur vorgetäuscht – in Wirklichkeit hat der Mond sogar eine besonders geringe Albedo (Rückstrahlfähigkeit). Die Mondoberfläche zeigt Kettengebirge, Gräben und Rillen (Fossa), flache Dome und große Magma-Ebenen, jedoch keinerlei aktive Tektonik wie die Erde.

Regolith

Der Mond besitzt keine nennenswerte Atmosphäre, deshalb schlagen ständig Meteoriten jeder Größe ohne vorherige Abbremsung auf der Oberfläche ein und pulverisieren die Gesteine. Der durch diesen Prozess entstehende Regolith bedeckt bis auf die jungen Krater die gesamte Oberfläche mit einer mehrere Meter dicken Schicht, welche die Detailstruktur des Untergrundes verbirgt. Diese Deckschicht erschwert die Untersuchung der Strukturen und ihrer genauen Entstehungsgeschichte erheblich. Der Regolith entsteht im Wesentlichen aus dem normalen Oberflächenmaterial, aber er hat auch Beimengungen, die durch Einschläge an die jeweilige Position verfrachtet wurden. Obwohl er gemeinhin als Mondstaub bezeichnet wird, entspricht der Regolith eher einer Sandschicht. Die Korngröße reicht von Staubkorngröße direkt an der Oberfläche über Sandkörner wenig tiefer bis hin zu Steinen und Felsen, die erst später hinzukamen und noch nicht vollständig zermahlen sind. Ein weiterer wichtiger Bestandteil sind kleine glasige Erstarrungsprodukte von Einschlägen. An manchen Stellen besteht der Regolith fast zur Hälfte aus diesen Agglutinaten, das heißt Glaskügelchen, die wesentliche Bestandteile des normalen mineralischen Regoliths enthalten. Sie entstehen, wenn die geschmolzenen Impaktprodukte erst nach dem Auftreffen auf die Regolithschicht erstarren. Im Mondmeteoriten Dhofar 280, der im Jahr 2001 im Oman gefunden wurde, wurden neue Eisen-Silizium-Mineralphasen identifiziert. Eine dieser Mineralphasen (Fe2Si), die damit erstmals in der Natur eindeutig nachgewiesen wurde, ist nach dem Forscher Bruce Hapke als Hapkeit benannt worden. Bruce Hapke hatte in den 1970ern die Entstehung derartiger Eisen-Verbindungen durch Weltraum-Erosion (engl. Space Weathering) vorhergesagt. Weltraum-Erosion ist für die zeitliche Veränderung speziell auch der optischen Eigenschaften (Reflexivität) der Oberfläche von atmosphärelosen Körpern verantwortlich. Der Mond hat kein nennenswertes Magnetfeld, d. h. die Teilchen des Sonnenwindes – vor allem Wasserstoff, Helium, Neon, Kohlenstoff und Stickstoff – treffen nahezu ungehindert auf der Mondoberfläche auf und werden im Regolith implantiert, ähnlich der Ionenimplantation, die in Wissenschaft und Technik angewandt wird. Auf diese Weise bildet der Mond-Regolith eine Art „Klima“-Archiv des Sonnenwindes, vergleichbar den Gletschern in Grönland und der Antarktis für das irdische Klima. Dazu kommt noch, dass die kosmische Strahlung etwa einen Meter tief in die Mondoberfläche eindringt und dort durch Kernreaktionen (hauptsächlich Spallationsreaktionen) neue Elemente gebildet werden. Folge davon ist, dass Gesteine des Mondregoliths z. B. bedeutend mehr Edelgase enthalten als irdische Gesteine oder auch als Meteoriten aus dem Asteroidengürtel. Insbesondere das 3He könnte eines Tages für Fusionskraftwerke sogar wirtschaftlich bedeutend werden. Da der Mondregolith durch Einschläge ab und zu umgewälzt wird, haben die einzelnen Bestandteile meist eine komplexe Bestrahlungsgeschichte hinter sich. Man kann jedoch durch radiometrische Datierungsmethoden für Mondproben oft herausfinden, zu welchem Zeitpunkt diese direkt oder nahe der Oberfläche waren und der kosmischen Strahlung und dem Sonnenwind ausgesetzt waren. Damit lassen sich Erkenntnisse über die kosmische Strahlung und den Sonnenwind zu diesen Zeitpunkten gewinnen.

Maria

Sonnenwind Die dunklen Tiefebenen der Mondvorderseite, die 16 Prozent der Mondoberfläche bedecken, hielt man früher für Meere. Sie werden deshalb nach Giovanni Riccioli als Maria (Singular Mare) bezeichnet. Sie bestehen aus 3,1 bis 3,8 Milliarden Jahre alten dunklen Basalten, weisen nur wenige Krater auf und sind von einer 2 bis 8 Meter dicken Regolithschicht bedeckt, die reich an Eisen und Magnesium ist. Sie sind vermutlich durch große Einschläge in der Frühphase des Mondes entstanden. Da in diesem Entwicklungsstadium der Mantel noch flüssig war, sind sie anschließend mit Lava aus dem Inneren vollgelaufen. (siehe auch: Liste der Maria des Erdmondes) Die Maria weisen, mit Ausnahme der Krater, nur sehr geringe Höhenunterschiede von maximal 100 Meter auf. Zu diesen Erhebungen gehören die Dorsa (Rücken), flache Aufwölbungen die sich über mehrere Dutzend Kilometer erstrecken.

Terrae

Die Hochländer wurden früher als Kontinente angesehen und werden deshalb als Terrae bezeichnet. Sie weisen deutlich mehr Krater als die Maria auf und werden von einer bis zu 15 Meter dicken Regolithschicht bedeckt, die reich an hellem aluminiumreichen Anorthosit ist. Sie sind selenologisch älter als die Maria, die untersuchten Gesteine wurden auf 3,8 bis etwa 4,5 Milliarden Jahre datiert und sind vermutlich die Reste der ursprünglichen Mondkruste. Aus der Samarium-Neodym-Isotopensystematik von mehreren Mond-Anorthositen konnte ein Kristallisationsalter von 4,456 ± 0,04 Milliarden Jahren für diese Gesteine bestimmt werden, was als Bildungsalter der ersten Kruste und als Beginn der Kristallisation des ursprünglichen Magmaozeans interpretiert wird. In den Hochländern gibt es mehrere Gebirge, die Höhen von etwa 10 Kilometern erreichen. Sie sind möglicherweise dadurch entstanden, dass der Mond infolge der Abkühlung geschrumpft ist und sich dadurch Faltengebirge aufwölbten. Nach einer anderen Erklärung könnte es sich um die Überreste von Kraterwällen handeln. Sie sind nach irdischen Gebirgen benannt worden, zum Beispiel Alpen, Apenninen, Kaukasus und Karpaten. (Siehe auch: Liste der Berge und Gebirge des Erdmondes)

Krater

Die Krater entstanden großteils durch Asteroiden-Einschläge (Impaktkrater) vor etwa 3 bis 4,5 Milliarden Jahren in der Frühzeit des Mondes. Der Nomenklatur von Riccioli folgend, werden sie vorzugsweise nach Astronomen, Philosophen und anderen Gelehrten benannt. Ihre Größen reichen von 2.240 km Durchmesser, wie im Fall des Südpol-Aitken-Beckens, bis hin zu Mikrokratern, die erst unter dem Mikroskop sichtbar werden. Mit irdischen Teleskopen kann man allein auf der Vorderseite mehr als 40.000 Krater mit Größen von mehr als 100 Meter unterscheiden, auf der Rückseite gibt es jedoch ein Vielfaches mehr. (Siehe auch: Liste der Krater des Erdmondes) Vulkanische Krater dürften sehr selten sein, doch werden vereinzelte Gasaustritte registriert.

Mondrillen

Auf der Mondoberfläche gibt es auch Rillenstrukturen (Rima), über deren Ursprung vor dem Apolloprogramm lange spekuliert wurde. Man unterscheidet
- gerade Rillen,
- bogenförmige Rillen und
- mäanderförmige Rillen. Seit den Untersuchungen der Hadley-Rille durch Apollo 15 geht man davon aus, dass es sich bei den mäanderförmigen Rillen um Lavakanäle handelt, die zum Teil „überdacht“ waren. Die Decken sind jedoch im Laufe der Mondentwicklung eingestürzt und zu Regolith zermahlen worden. Die Entstehungsgeschichte der anderen Rillenformen ist deutlich unsicherer, sie könnten aber als Risse in der erkaltenden Lava entstanden sein.

Rückseite des Mondes

Über die Rückseite des Mondes war vor den ersten Raumfahrtmissionen nichts bekannt, da sie von der Erde nicht sichtbar ist, erst Lunik 3 lieferte die ersten Bilder. Sie unterscheidet sich in mehreren Aspekten von der Vorderseite. Sie besteht fast nur aus Hochländern, hat aber deutlich mehr Krater, unter anderen das große Südpol-Aitken-Becken, ein 13 km tiefer Krater mit 2.240 km Durchmesser. Untersuchungen der Clementine-Mission und des Lunar Prospector legen die Vermutung nahe, dass hier ein sehr großer Einschlagkörper die Mondkruste durchstoßen und möglicherweise Mantelgesteine freigelegt hat. Die Mondkruste ist an der Mondrückseite mit 150 km gegenüber 70 km an der Vorderseite auch etwa doppelt so dick. Es gibt noch keine Erklärung für diese fundamentalen Unterschiede zwischen Vorder- und Rückseite des Mondes. Der oft verwendete Ausdruck „Dunkle Seite des Mondes“ (Dark Side of the Moon) für die Rückseite des Mondes ist im eigentlichen Wortsinn falsch, da die Rückseite im Laufe der Mondrotation sehr wohl von der Sonne beschienen wird.

Wasser

Der Mond ist ein extrem trockener Körper. In den Apollo-Proben kommt Wasser, im Gegensatz z. B. zu einigen chondritischen Meteoriten, nicht mal in Form hydratisierter Minerale vor. Man schätzt, dass die gesamte Wassermenge des Mondes nur etwa der Wassermenge des Zürichsees entspricht. Umso erstaunlicher ist es, dass das Nachbarobjekt, die Erde, der wasserreichste Körper des inneren Sonnensystems ist. Die Lunar-Prospector-Sonde hat Hinweise auf Wassereis in den Kratern der Polarregionen des Mondes gefunden; dieses Wasser könnte aus Kometenabstürzen stammen. Da die polaren Krater aufgrund der geringen Neigung der Mondachse gegen die Ekliptik niemals direkt von der Sonne bestrahlt werden, könnte es sein, dass dort noch im Regolith gebundenes Wassereis vorhanden ist. Der Versuch, durch den gezielten Absturz des Prospectors in einen dieser Polarkrater eindeutige Beweise zu erhalten, ist allerdings fehlgeschlagen. Es gibt bis heute keine zweifelsfreien Beweise.

Atmosphäre

Der Mond hat keine Atmosphäre im eigentlichen Sinn, sondern nur eine Exosphäre. Sie besteht zu etwa gleichen Teilen aus Helium, Neon, Wasserstoff sowie Argon und hat ihren Ursprung in eingefangenen Teilchen des Sonnenwindes. Ein sehr kleiner Teil entsteht auch durch Ausgasungen aus dem Mondinneren, wobei insbesondere 40Ar, das durch Zerfall von 40K im Mondinneren entsteht, von Bedeutung ist. Interessanterweise wird ein Teil dieses 40Ar aber durch das im Sonnenwind mittransportierte Magnetfeld wieder auf die Mondoberfläche zurückgetrieben und in die oberste Staubpartikelschicht übernommen. Da 40K früher häufiger war und damit mehr 40Ar ausgaste, kann durch Messung des 40Ar/36Ar-Verhältnisses von Mondmaterial bestimmt werden, zu welcher Zeit es in der obersten Schicht des Mondregoliths lag. Es besteht ein Gleichgewicht zwischen den eingefangenen Atomen und dem Verlust durch temperaturbedingtes Entweichen.

Masse des Mondes

Die Bestimmung der Mondmasse stellt kein einfaches Problem dar, da sie sich nicht direkt aus dem Gravitationsgesetz ergibt. Umkreist ein Körper der Masse m ein Gravitationszentrum der Masse M im Abstand r der beiden Massenmittelpunkte, so gilt durch Gleichsetzung der Terme für die Zentripetal- und die Gravitationskraft :m\omega^2 r = \frac. Die Masse des umkreisenden Körpers hebt sich in dieser Gleichung heraus und es bleibt nur die Masse des umkreisten Körpers übrig. Daher lässt sich mit dieser Gleichung nur die Masse eines Planeten bestimmen, sofern dieser über einen Mond verfügt, der sich näherungsweise in einer Kreisbahn um den Planeten bewegt; dies gilt ebenso für Sterne, deren Masse über die sie umkreisenden Planeten bestimmt werden kann. Erde und Mond stellen ein Zweikörpersystem dar, beide Partner umkreisen ihren gemeinsamen Schwerpunkt S. Beim Zweikörpersystem aus Erde und Sonne fällt dieser Schwerpunkt praktisch mit dem Sonnenmittelpunkt zusammen, da die Sonne sehr viel massereicher als die Erde ist. Bei Erde und Mond ist der Massenunterschied jedoch nicht so groß, daher liegt ihr gemeinsamer Schwerpunkt nicht im Zentrum der Erde, sondern deutlich davon entfernt (aber immer noch unter der Oberfläche). Wir bezeichnen nun r_1 als den Abstand des Erdmittelpunktes zum Schwerpunkt S und r_2 als den Abstand des Mondmittelpunktes von demselben. Da Erde und Mond sich beide um S drehen, gilt für beide Himmelskörper die gleiche Winkelgeschwindigkeit \omega. Damit unterliegen Erde und Mond jeweils der Zentripetalkraft :M\omega^2 r_1   beziehungsweise   m\omega^2 r_2. Die zwischen beiden Himmelskörpern wirkende Gravitationskraft ergibt sich mit dem Gravitationsgesetz zu :\frac Durch Gleichsetzen der Terme für Zentripetal- und Gravitationskraft erhalten wir hieraus die Gleichungen :\omega^2 r_1 = \frac und :\omega^2 r_2 = \frac. Setzen wir diese Beziehungen ins Verhältnis zueinander, so zeigt die Rechnung :\frac=\frac = \frac = \frac   , dass das Massenverhältnis von Erde und Mond gerade dem Verhältnis von r_1 zu r_2 entspricht. Somit geht es nur darum, wie groß r_1 und r_2 sind – also wo sich der Schwerpunkt des Systems befindet. Ohne den Mond und dessen Schwerkraft würde die Erde eine elliptische Bahn um die Sonne durchlaufen. Tatsächlich bewegt sich allerdings der Schwerpunkt des Systems Erde, Mond auf einer elliptischen Bahn. Die Rotation um den gemeinsamen Schwerpunkt erzeugt so eine leichte Welligkeit in der Erdbahn, welche eine kleine Verschiebung der von der Erde aus gesehenen Position der Sonne verursacht. Aus von Astronomen gemessenen Daten dieser Verschiebung wurde r_1 zu etwa 4.700 km berechnet, also 1.671 km unter der Erdoberfläche; der Radius der Erde beträgt 6.371 km. Da der Mond keine genaue Kreisbahn um die Erde beschreibt, berechnen wir r_2 über den mittleren Bahnradius, abzüglich r_1. Es gilt also r_2 = 384.405 km − 4.700 km = 379.705 km. Damit ergibt sich für das Massenverhältnis :\frac\approx\frac   , womit der Mond etwa 81 Mal leichter als die Erde ist. Durch Einsetzen der Erdmasse M\approx 598\cdot 10^ \mathrm ergibt sich die Masse des Mondes zu :m\approx\frac \approx 74021 \cdot 10^ \mathrm.

Sonstiges

Einflüsse des Mondes auf die Erde

Gravitationsgesetz Der Mond verursacht durch seine Gravitation auf der Erde Gezeitenwirkungen. Ebbe und Flut in den Meeren und im Erdmantel bremsen die Erdrotation und verlängern dadurch gegenwärtig die Tage um etwa 20 Mikrosekunden pro Jahr. Die Rotationsenergie der Erde wird dabei in Wärme umgewandelt und der Drehimpuls wird auf den Mond übertragen, der sich dadurch um etwa 4 Zentimeter pro Jahr von der Erde entfernt. Dieser schon lange vermutete Effekt ist seit etwa 1995 durch Laser-Distanzmessungen abgesichert. Hierdurch bedingt wird die Erde eines fernen (und langen) Tages dem Mond immer dieselbe Seite zuwenden (vgl. Gebundene Rotation). Der Mond wird dann etwa doppelt so weit von der Erde entfernt sein wie heute. Der Mond stabilisiert durch seinen Anteil am Gesamtsystem des Erde-Mond-Systems auch die Drehachse der Erde, deren Lage ohne diesen Einfluss nicht über viele 100 Millionen Jahre konstant hätte bleiben können. Wäre die Erdachse nicht über diese langen Zeiträume stabil geblieben, hätte dies gravierende Konsequenzen für die Evolution und das Leben auf der Erde gehabt. Ein Einfluss des Mondes auf die Menschen und andere Lebewesen auf der Erde ist noch umstritten. Allerdings wird in der Land- und Forstwirtschaft seit alters her darauf geachtet, dass bestimmte Arbeiten in der Natur zum richtigen Zeitpunkt erledigt werden. In neuerer Zeit werden dazu Mondkalender benutzt. Als streng wissenschaftliche Tatsache gesichert gilt der Einfluss des Mondes als Navigationshilfe für einige Arten von Zugvögeln und nachtaktiven Insekten.

Mondregenbogen

Auch bei Nacht kann durch Zusammentreffen von Mondlicht und Regentropfen ein so genannter Mondregenbogen entstehen, der analog zum physikalischen Prinzip des Regenbogens der Sonne funktioniert. Mondregenbogen

Mondhalo

An kalten Herbst- und Winternächten kann es zur Bildung eines so genannten Hofes des Mondes kommen. Es handelt sich dabei um ein grünliches gelbes Halo rund um den Mond herum. Dafür sind Eiskristalle in Luftschichten verantwortlich, die aus dünnem Höhennebel oder Dunst entstanden sind und das auf die Erde fallende Licht in einem sehr schwachen Winkel ablenken und dadurch eine Art leuchtenden Ring-Effekt für den Betrachter hervorrufen.

Mondtäuschung

Als Mondtäuschung bezeichnet man den Effekt, dass der Mond in Horizontnähe größer aussieht als im Zenit. Dies ist keine Folge der Lichtbrechung an den Luftschichten, sondern eine optische Täuschung, die von der Wahrnehmungspsychologie untersucht und erklärt wird.

Eigentumsverhältnisse

Der Weltraumvertrag verbietet Staaten, einen Eigentumsanspruch auf Weltraumkörper wie den Mond zu erheben. Der Vertrag gilt zwar nur für Staaten, aber das 1979 entworfene und am 11. Juli 1984 in Kraft getretene Agreement Governing the Activities of States on the Moon and Other Celestial Bodies[http://www.oosa.unvienna.org/SpaceLaw/moontxt.html] der Vereinten Nationen, (Artikel 11, Absatz 2 und 3) schließt jedwede solche Ansprüche eindeutig aus. Der Amerikaner Dennis M. Hope meldete trotzdem 1980 beim Grundstücksamt von San Francisco seine Besitzansprüche auf den Mond an. Da niemand in der nach amerikanischem Recht ausgesetzten Frist von acht Jahren Einspruch erhob, behauptet Hope, die Grundstücke über seine dafür gegründete Lunar Embassy legal vertreiben zu können. Aufgrund des Outer Space Treaty können jedoch keine Staaten Ansprüche anmelden, deshalb ist nach Ansicht aller Organisationen (Vereinte Nationen, Internationale Astronomische Union) auch eine Ausweitung innerstaatlichen Rechts nicht erlaubt. Die Grundstücksverkäufe könnten sogar als Betrug gewertet werden, es gibt aber noch keine gerichtliche Klärung dieser Frage. Der Deutsche Martin Jürgens aus Westerkappeln in Westfalen erhebt ebenfalls Anspruch auf den Mond. Laut einer Schenkungsurkunde vom 15. Juli 1756, ausgestellt und unterzeichnet von König Friedrich dem Großen von Preußen, wurden die Rechte am Mond an die Familie Jürgens als Dank für geleistete Dienste übertragen („Jetzo soll ihm der Mond gehören“). In dieser Urkunde wurde festgelegt, dass der Himmelskörper jeweils an den jüngsten Sohn weitervererbt werden soll. Die Familie Jürgens verfügt so über die ältesten verbrieften Eigentumsrechte am Mond. Allerdings bleibt die Frage, wer Friedrich dem Großen das Recht verliehen hat, den Mond zu „verschenken“.

Mögliche koorbitale Objekte

In den Librationspunkten L4 und L5 soll es zwei Staubwolken, die Kordylewskische Wolken geben.

Geschichte der Mondbeobachtung

Es liegt in der Natur des Menschen, sich über seine Umwelt Gedanken zu machen. Der Mond mit seinen selbst mit bloßem Auge erkennbaren Details ist nach der Sonne das mit Abstand hellste Objekt des Himmels; zugleich kann man seinen einzigartigen Helligkeits- und Phasenwechsel zwischen Vollmond und Neumond sehr gut beobachten. Mit der Erfindung des Fernrohrs begann seine intensive Erforschung um 1650 – mit Höhepunkten durch Hieronymus Schröters Selenotopografie 1791, die langbrennweitige Fotografie ab 1890 und die Raumfahrt in den 1970ern.

Mythologische Anfänge

1970 Die älteste bekannte Darstellung des Mondes ist eine 5.000 Jahre alte Mondkarte aus dem irischen Knowth. Als weitere historisch bedeutende Abbildung in Europa ist die Himmelsscheibe von Nebra zu nennen. Das Stein-Monument Stonehenge diente eventuell als Observatorium und war so gebaut, dass damit auch Bahneigenschaften des Mondes vorhersagbar oder bestimmbar gewesen sind. In allen archäologisch untersuchten Kulturen gibt es Hinweise auf die große kultische Bedeutung des Mondes für die damaligen Menschen. Der Mond stellte meist eine zentrale Gottheit dar, als weibliche Göttin, zum Beispiel bei den Thrakern Bendis, bei den Ägyptern Isis, bei den Griechen Selene, Artemis und Hekate sowie bei den Römern Luna und Diana, oder als männlicher Gott wie beispielsweise bei den Sumerern Nanna, in Ägypten Thot, in Japan Tsukiyomi, bei den Azteken Tecciztecatl und bei den Germanen Mani. Fast immer wurden Sonne und Mond dabei als entgegengesetzt geschlechtlich gedacht, auch wenn die Zuordnung variierte. Ein häufig vorkommender Gedanke ist das Bild von den drei Gesichtern der Mondgöttin: bei Neumond die verführerische Jungfrau voller Sexualität, bei Vollmond die fruchtbare Mutter und bei abnehmendem Mond das alte Weib oder die Hexe mit der Kraft zu Heilen, zum Beispiel bei den Griechen mit Artemis, Selene und Hekate sowie bei den Kelten Blodeuwedd, Morrigan und Ceridwen. Der Mond hat bis in die Neuzeit hinein seine Faszination nicht verloren und ist bis heute Gegenstand von Romanen und Fiktionen, von Jules Vernes „Reise zum Mond“ über Jacques Offenbachs „Frau Luna“ bis hin zum „modernen“ Traum einer Besiedelung des Mondes.

Kalender

Neben der mythologischen Verehrung nutzten unsere Vorfahren schon sehr früh den regelmäßigen und leicht überschaubaren Rhythmus des Mondes für die Beschreibung von Zeitspannen und als Basis eines Kalenders, noch heute basiert der islamische Kalender auf dem Mondjahr mit 354 Tagen (12 synodische Monate). Mit dem Übergang zum Ackerbau wurde die Bedeutung des Jahresverlaufs für Aussaat und Ernte wichtiger. Um dies zu berücksichtigen, wurden zunächst nach Bedarf, später nach feststehenden Formeln wie zum Beispiel dem metonischen Zyklus Schaltmonate eingefügt, die das Mondjahr mit dem Sonnenjahr synchronisierten. Auf diesem lunisolaren Schema basieren zum Beispiel der altgriechische und der jüdische Kalender. Von den alten Hochkulturen hatten einzig die Ägypter ein reines Sonnenjahr mit 12 Monaten à 30 Tagen sowie 5 Schalttagen, das heißt ohne strengen Bezug zum synodischen Monat von 29,5 Tagen, vermutlich weil für die ägyptische Kultur die genaue Vorhersage der Nilüberschwemmungen und damit der Verlauf des Sonnenjahres überlebensnotwendig war.

Entwicklung der Mondforschung

Die erste, wenn auch nur skizzenhafte Darstellung der sichtbaren Strukturen des Mondes stammt von Galileo Galilei (1609), die ersten brauchbaren stammen von Johannes Hevelius, der mit seinem Werk Selenographia (1647) als Begründer der Selenographie gilt. In der Nomenklatur der Mondstrukturen setzte sich das System von Giovanni Riccioli durch, der in seinen Karten von 1651 die dunkleren Regionen als Meere (Mare, Plural Maria) und die Krater nach Philosophen und Astronomen bezeichnete. Allgemein anerkannt ist dieses System jedoch erst seit dem 19. Jahrhundert. Tausende Detailzeichnungen von Bergen, Kratern und Wallebenen wurden von Johann Hieronymus Schröter (1778-1813) angefertigt, der auch viele Mondtäler und Rillen entdeckte. Den ersten Mondatlas gaben Wilhelm Beer und Johann Heinrich Mädler 1837 heraus, ihm folgte bald eine lange Reihe fotografischer Atlanten. Die Qualität der Karten wurde in den 1960ern deutlich verbessert, als zur Vorbereitung des Apollo-Projekts eine Kartierung durch die Lunar Orbiter-Sonden aus einer Mondumlaufbahn heraus stattfand. Die heute genauesten Karten stammen aus den 1990ern durch die Clementine- und Lunar-Prospector-Missionen. Lunar-Prospector Die Höhenbestimmung von Kratern, Gebirgen und Ebenen war mit Fernrohrbeobachtungen sehr problematisch und erfolgte meist durch Analyse von Schattenlängen, wofür Josef Hopmann Spezialmethoden entwickelte. Erst durch die Sonden-Kartierungen kennt man verlässliche Werte: die Krater, mit Durchmessern bis zu 300 Kilometer, wirken zwar steil, sind aber nur wenige Grad geneigt, die höchsten Erhebungen hingegen erreichen eine Höhe von bis zu 10 Kilometer über dem mittleren Niveau. Ein bedeutender Fortschritt in der Untersuchung des Mondes wurde durch die Satellitenmissionen erzielt. Die sowjetische Sonde Lunik 1 kam erstmals dem Mond 65.000 km nahe, Lunik 2 traf ihn schließlich und Lunik 3 lieferte die ersten Bilder der Mondrückseite. Das US-amerikanische Apollo- und das sowjetische Luna-Programm brachten bei neun Missionen zwischen 1969 und 1976 insgesamt 382 Kilogramm Mondgestein von der Mondvorderseite zur Erde zurück. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Missionen, die Gesteinsproben zur Erde zurückführten. 1979 wurde der erste Mondmeteorit in der Antarktis entdeckt, dessen Herkunft vom Mond allerdings erst einige Jahre später erkannt wurde. Mittlerweile kennt man noch mehr als zwei Dutzend weitere. Diese bilden eine komplementäre Informationsquelle zu den Gesteinen, die durch die Mondmissionen zur Erde gebracht wurden: Während man bei den Apollo- und Lunaproben die genaue Herkunft kennt, dürften die Meteorite, trotz der Unkenntnis ihres genauen Herkunftsortes auf dem Mond, repräsentativer für die Mondoberfläche sein, da einige aus statistischen Gründen auch von der Rückseite des Mondes stammen sollten.

Menschen auf dem Mond

Rückseite Im Rahmen des kalten Kriegs unternahmen die USA und die UdSSR in den 1960ern einen Anlauf zu bemannten Mondlandungen, die jedoch nur von den USA realisiert wurden. Am 21. Juli 1969 setzte mit Neil Armstrong der erste von 12 Astronauten im Rahmen des Apollo-Projekts seinen Fuß auf den Mond, wegen der hohen Kosten wurde das Programm nach sechs erfolgreichen Missionen 1972 eingestellt. Während des ausgehenden 20. Jahrhunderts wurde immer wieder über eine Rückkehr zum Mond und die Einrichtung einer ständigen Mondbasis spekuliert, aber erst durch Ankündigungen der US-Präsidenten George W. Bush und der NASA Anfang 2004 zeichnen sich konkrete Pläne ab. Demnach planen die USA im Jahr 2018 wieder vier Astronauten auf den Mond zu schicken. ;Chronologische Liste der 12 Männer, welche den Mond betreten haben. 2004 # Neil A. Armstrong # Edwin E. „Buzz“ Aldrin # Charles P. Conrad # Alan L. Bean # Alan B. Shepard # Edgar D. Mitchell # David R. Scott # James B. Irwin # John W. Young # Charles M. Duke # Eugene A. Cernan # Harrison H. Schmitt Als letzter Mensch verließ Eugene A. Cernan den Mond.

Zitat


- Glauben Sie wirklich, der Mond ist nicht da, außer wenn jemand hinschaut? – Albert Einstein zu Vertretern der Quantentheorie.

Siehe auch


- Apollo-Projekt
- Sowjetisches Mondprogramm
- Impaktkrater
- Libration
- Lichtverschmutzung
- Luna-Programm
- Monat
- Mondfinsternis
- Neumond
- Vollmond

Weblinks


- [http://www.moonphaseinfo.com/ Aktuelle Mondphase]
- [http://www.astro.univie.ac.at/~wuchterl/Kuffner/mond/mondphasen.html Studien widerlegen behauptete Mondeinflüsse]
- [http://www.wappswelt.de/tnp/nineplanets/luna.html Die Neun Planeten: Der Mond]
- [http://www.astrosurf.com/avl/UK_index.html Mondatlassoftware]
- [http://moon.google.com moon.google.com – Onlinemondatlas]
- [http://www.mondatlas.de/ Aktuelles über den Mond & Mondatlas]
- [http://www.lpi.usra.edu/research/apollo/catalog/metric/ 2004 veröffentlichte Detailaufnahmen der Mondoberfläche aus den Apollo-Missionen 15-17]
- [http://home.versanet.de/~adler-computer/Mondfoto/index.htm Mondfotografie]
- [http://www.astro.univie.ac.at/~wuchterl/Kuffner/im_brennp/archiv2003/was_ist_ein_mond.html Was ist ein Mond?]

Videos


- Real Video (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri):
  - [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&f=990131.rm Wie entstand der Mond?]
  - [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&f=990620.rm Warum fällt der Mond nicht auf die Erde?]
  - [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=020929.rm War die Mondlandung echt?] Kategorie:Erdmond ja:月 ko:달 ms:Bulan (satelit) simple:Moon th:ดวงจันทร์ zh-min-nan:Go̍eh-niû

Zyklus

Ein Zyklus, Plural Zyklen (männlich, griechisch κύκλος, kíklos - der Kreis) ist ein Kreislauf. Ein Zyklus kann eine wiederholte Aufeinanderfolge gleichartiger Ereignisse oder Dinge, bzw. eine Aufeinanderfolge unterschiedlicher Ereignisse oder Dinge innerhalb des Zyklusablaufes umfassen. Das abgeleitete Adjektiv ist zyklisch.

Zyklen in der

Astronomie


- Jahreszyklus
- Milanković-Zyklen
- Mondzyklus
- Saros-Zyklus
- Sonnenfleckenzyklus

Kunst

Die Folge von inhaltlich zusammengehörenden Werken, die auf eine Anzahl begrenzt ist. Der Künstler legt dadurch fest, dass diese bestimmte Reihe in sich abgeschlossen ist.

Beispiele


- Bilderzyklus
- Dramenzyklus
- Gedichtzyklus
- Klavierzyklus
- Konzertzyklus
- Liederzyklus
- Novellenzyklus
- Opernzyklus
- Romanzyklus
- Sonettzyklus Die Benennung der Werke setzt sich aus einem griechischen Präfix für die Anzahl und logía (»Werk«) zusammen. Üblich sind die Trilogie (tri = drei Werke) und die Tetralogie (tetra = vier Werke). Aber auch Dilogien (zwei), Pentalogien (fünf), Hexalogien (sechs) und so weiter sind möglich.
- Monologie (1), Dilogie (2), Trilogie (3), Tetralogie (4), Pentalogie (5), Hexalogie (6), Heptalogie (7), Oktalogie (8), Ennealogie (9), Dekalogie (10), Undekalogie (11), Dodekalogie (12)

Biologie


- Fortpflanzungszyklus
- Hormonzyklus
- Lebenszyklus
- Menstruationszyklus
- Ovarialzyklus
- Schlafzyklus
- Stoffwechselwege wie der Citratzyklus oder der Calvin-Zyklus
- Vermehrungszyklus
- Zellzyklus

Wirtschaft


- Arbeitszyklus
- Bearbeitungszyklus
- Entwicklungszyklus
- Kondratieff-Zyklus
- Konjunkturzyklus
- Planungszyklus
- Produktionszyklus
- Schweinezyklus
- Verrechnungszyklus
- Wirtschaftszyklus
- Zinszyklus

Technik


- Brennstoffzyklus
- Chemiezyklus
- Flugzyklus
- Tretzyklus

Mathematik


- zyklisch (Gruppentheorie der Algebra)
- Zyklus (Graphentheorie)
- Zyklus (Funktionentheorie)

Sonstiges


- Wetterzyklus
- Zyklus (mittelalterlich Zeitangabe)

Siehe auch


- antizyklisch
- circa
- Enzyklika
- Recycling
- Zirkel
- Zyklon
- Zyklisierung oder Cyclisierung Kategorie:Abstraktum

Flut

Als Flut wird das Steigen des Meeresspiegels infolge der Gezeiten (Tide) bezeichnet. Dieser Zeitraum reicht von einem Niedrigwasser bis zum folgenden Hochwasser. An der Küste wird oft der Ausdruck auflaufend Wasser zur Unterscheidung von binnenländischen Hochwässern oder Überflutungen benutzt. Das darauf folgende Sinken des Meeresspiegels wird Ebbe genannt. Stehen Erde, Sonne und Mond in einer Linie, was bei Vollmond und Neumond der Fall ist, so addieren sich die Anziehungskräfte von Sonne und Mond. In diesem Fall fällt der Tidenhub (Differenz zwischen höchstem Wasserstand bei Flut und niedrigstem bei Ebbe) besonders hoch aus, was Springtide (Springflut/Springebbe) genannt wird. Steht die Sonne dagegen im rechten Winkel zum Mond (ca. 7 Tage nach Neumond oder Vollmond), so gibt es eine besonders niedrigen Tidenhub, Nipptide (Nippflut/Nippebbe) genannt. Eine ausführliche physikalische Erklärung findet man in Tide. Der Flutstrom kann in den Prielen des Wattenmeers beträchtliche Geschwindigkeiten (bis über 20 km/h) erreichen. Daher ist bei Wanderungen im Watt besondere Vorsicht geboten. Die Höhe der Flut über Normalnull (NN) ist nicht überall gleich. In der von den Ozeanen relativ abgeschnittenen Ostsee liegt sie vielfach unter 30 cm, auf der offenen Nordsee meist um 1 bis 2 Meter. Der Tidenhub des Atlantiks liegt im Gebiet des mittelatlantischen Rückens bei nur 50 cm. An Küsten, Buchten und an Ästuaren, an denen der Wasserberg Engstellen passieren muss, liegt er weitaus höher. In den Ästuaren der Flüsse, beispielsweise der Elbe und Weser, werden bis zu 4 Meter, bei Springfluten bis zu 6 m erreicht. Der Tidenhub ist an Flüssen auch noch im Landesinneren zu spüren, sofern keine Sperrwerke bestehen und der Höhenunterschied gering ist (Tidefluss), z.B. Amazonas, Themse, Elbe, Weser, Wümme, Ems. Der Tidenhub am Ärmelkanal beträgt bis 12 m, an der Bay of Fundy bis zu 15 m. In Sturmfluten wird der Wasserstand durch die Kraft des Windes über das Normalmaß hinaus erhöht. Dadurch können Wasserstände erreicht werden, die 3 bis 5 Meter über dem normalen mittleren Tidehochwasser (MTHW) liegen. In der Vergangenheit haben Sturmfluten insbesondere an den Küsten der Nordsee beträchtliche Opfer gefordert, so z.B. 1962 in Hamburg. Durch die Klimaveränderungen auf Grund des Treibhauseffektes steigt nicht nur der Meeresspiegel insgesamt, sondern es wächst die Sturmwahrscheinlichkeit und damit auch die Gefahr von Sturmfluten. Oft bezieht sich der Begriff Flut auch allgemein auf eine große, strömende Wassermenge. siehe auch: Hochwasser, Flutkatastrophe, Jahrhundertflut, Sintflut Kategorie:Ozeanologie Kategorie:Gewässer

Link

[http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/index.jsp Berechnung der Gezeiten beim Bundesamt für Seeschifffahrt. BSH]

Erde

Die Erde (von indogermanisch er[t]) ist der dritte Planet des Sonnensystems. Sie ist ca. 4,55 Milliarden Jahre alt und ist der einzige bekannte belebte Ort. Das Planetenzeichen ist 18px oder 14px. Der lateinische Name ist Terra. Die Erde zählt zu der Gruppe der erdähnlichen (terrestrischen) Planeten.

Entstehung und Aufbau der Erde

Hauptartikel: Entstehung der Erde, Innerer Aufbau der Erde, Erdfigur und Plattentektonik Plattentektonik Die Erde ist der größte Gesteinsplanet im uns bekannten Sonnensystem. Alle anderen Planeten sind kleiner oder bestehen wie Jupiter hauptsächlich aus Gas in stark komprimierten Zuständen. Die Erde entstand vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Man geht heute allgemein davon aus, dass sie während der ersten 100 Millionen Jahre einem intensiven Bombardement von Meteoriten ausgesetzt war. Heute ist nur noch ein geringer Beschuss zu verzeichnen. Die meisten der Meteore werden von Objekten kleiner als 1 cm hervorgerufen. Im Gegensatz zum Mond sind auf der Erde die meisten Einschlagkrater durch geologische Prozesse wieder ausgelöscht worden. Durch die kinetische Energie der Impakte während des schweren Bombardements und durch die Wärmeproduktion des radioaktiven Zerfalls erhitzte sich die junge Erde, bis sie größtenteils aufgeschmolzen war. In der Folge kam es zu einer gravitativen Differenzierung des Erdkörpers in einen Erdkern und einen Erdmantel. Die schwersten Elemente, vor allem Eisen, sanken in die Richtung des Schwerpunkts des Planeten, während leichte Elemente, vor allem Sauerstoff, Silizium und Aluminium nach oben stiegen. Aus diesen Elementen bildeten sich hauptsächlich silikatische Minerale, aus denen auch die Gesteine der Erdkruste bestehen. Aufgrund ihres vorwiegenden Aufbaus aus Eisen und Silikaten hat die Erde wie alle terrestrischen Planeten eine recht hohe mittlere Dichte von 5,515 g/cm3. Die Erde hat, wie alle Planeten, durch die Eigengravitation ihrer großen Masse annähernd die Form einer Kugel. Durch die Fliehkräfte ihrer ziemlich schnellen Rotation ist sie an den Polen geringfügig abgeplattet. Der Äquatorumfang ist dadurch mit 40.075,004 km um 67,183 km bzw. um 0,17 % größer als der Polumfang mit 39.940,638 km. Der Poldurchmesser ist mit 12.713,500 km dementsprechend um 42,77 km bzw. um 0,34 % kleiner als der Äquatordurchmesser mit 12.756,270 km. Solch ein geometrisches Verhältnis ist das eines Ellipsoids. Der Meeresspiegel (das Geoid) weicht davon nochmals um ± 100 Meter ab. Die Unterschiede im Umfang tragen mit dazu bei, dass es keinen eindeutig höchsten Berg auf der Erde gibt. Nach der Höhe über dem Meeresspiegel ist es der Mt. Everest im Himalaya und nach dem Abstand des Gipfels vom Erdmittelpunkt der auf dem Äquatorwulst stehende Vulkanberg Chimborazo in den Anden. Von der jeweils eigenen Basis an gemessen ist der Mauna Kea auf der vom pazifischen Meeresboden aufragenden großen vulkanischen Hawaii-Insel am höchsten. Wie die meisten festen Planeten und fast alle größeren Monde, z. B. der Erdmond, weist auch die Erde eine deutliche Dichotomie ihrer Oberfläche auf, d. h. eine Zweiteilung in unterschiedlich ausgeprägte Halbkugeln. Die Oberfläche der Erde unterteilt sich in eine Landhemisphäre und eine Wasserhemisphäre. Die Wasserfläche hat in der gegenwärtigen geologischen Epoche einen Gesamtanteil von 70,7 %. Die von der Landfläche umfassten 29,3 % entfallen hauptsächlich auf sieben Kontinente; der Größe nach: Asien, Afrika, Nordamerika, Südamerika, Antarktika, Europa un