Unterrichtsmaterialien

M3 Von der Entstehung der Welt

Markus' Interesse wurde geweckt: in seiner abonnierten wissenschaftlichen Juniorzeitung war als „Sonderbeilage“ ein „Plastik-Dinosaurierskelett“. Warum gibt es denn nun keine Dinosaurier mehr?
Und überhaupt: Warum sehen die Tiere so aus, wie sie aussehen? – Und was war eigentlich ganz am Anfang? Markus setzte sich in die Schulbibliothek und wälzte verschiedene „Was ist Was“-Bücher:

Eigentlich wissen wir nichts direkt über den direkten Anfang. Die meisten Wissenschaftler nannten ihn den Urknall. Am Anfang war alles – und zugleich gar nichts. Noch nicht einmal Raum und Zeit gab es, las er. „Huh … es ist gar nicht so leicht, sich ein‚ ‚Nichts‘ vorzustellen“, dachte Markus. „‚Nichts‘ zu denken – geht das überhaupt?“

Und doch war auch alles da – aber als reine Energie, als Strahlung. Alles, was später das Weltall, die Planeten und Sonnen geben wird, war in einem einzigen Punkt „verdichtet“. „Wie mag es dort wohl gewesen sein?“, dachte Markus, „wenn ich mir vorstelle, dass ich alle meine Spielsachen in eine winzige Kiste drücken müsste – wow, das ist ziemlich eng!“ Aber da es ja weder Raum noch Zeit gab, war dieser eine „Punkt“ überall, las er weiter. Und vor ca. 13 700 000 000 Jahren, so vermuten die Wissenschaftler, fand der sogenannte „Urknall“ statt: Materie bildete sich aus der Strahlung heraus, Atome ¹ entstanden und flogen wie bei einer Explosion auseinander. Es war unheimlich heiß: Eine Sekunde nach dem Urknall betrug die Temperatur ungefähr 100 000 000 000 000°C. Der Raum entstand. Die Zeit entstand. Und ganz langsam wurde es kühler: 400 000 Jahre nach dem Urknall war es schon „richtig kühl“: 6000°C – wie heute noch auf der Oberfläche der Sonne.

Markus überlegte: „Kühl? Naja! Wenn ich unseren Backofen voll aufdrehe bin ich erst bei 300°C. Und da verbrennt schon alles. Wenn ich jetzt noch das Temperaturrad 20mal ganz herum weiterdrehe, dann hätte ich 6000 °C! Und das soll „kühl“ sein?“ Aber jetzt war Markus richtig neugierig geworden und er las weiter…

Während über den Urknall nichts wirklich bekannt ist – alles reine Spekulationen – konnten die Wissenschaftler Folgendes genau berechnen: Das Universum entstand und dehnte sich immer weiter aus. Die Sterne wurden „geboren“: Himmelskörper aus heißem Gas, die „langsam verbrennen“ und dabei von sich aus leuchten und Energie freisetzen. Das meiste, was wir am Nachthimmel sehen, sind eben die Sterne. Durch die Schwerkraft „klumpen“ sie zusammen und bilden „Sternenansammlungen“, sogenannte Galaxien. Die Milchstraße ist wohl die bekannteste Galaxie und unsere „Sonne“ der uns bekannteste Stern. Aber alleine in unserer Milchstraße gibt es ungefähr 200 Mrd. „Sonnen“.

„Das kann ich mir gar nicht vorstellen“, dachte Markus. Weiter unten las er dann: „Das sind ungefähr so viele Reiskörner, wie in eine große Kathedrale passen.“ In den nächsten 10 Mrd. Jahren kühlte das Universum langsam ab. Und um jede „Sonne“ herum klumpte sich Materie zu anderen Himmelskörpern, z.B. Planeten, zusammen, die um die Sonne „ kreisen “ und von selbst nicht leuchten. Das ganze Universum dehnte sich währenddessen aber immer weiter aus – und tut das noch immer. Am besten kann man es sich vorstellen wie einen Rosinenkuchen im Backofen, der langsam „aufgeht“. Der Teig (= Raum) dehnt sich immer weiter aus. Die Rosinen (= Galaxien) entfernen sich zunehmend voneinander.

In galaktischen Maßstäben erst vor „relativ kurzer Zeit“, nämlich vor 4,5 Mrd. Jahren, entstand ein besonderer Planet in der Nähe einer Sonne. Nicht zu weit entfernt, so dass alles gefror, aber auch nicht zu nah, dass er zu heiß war. Alles passte zusammen: Eis wurde zu Wasser. Wasser verdampfte und gelangte in die noch lebensfeindliche Atmosphäre. Die Oberfläche des Planeten wurde fest und bildete Berge und Täler, in denen sich Wasser sammelte. Unsere Erde entstand. Die Oberfläche brach auseinander und veränderte sich immer weiter. Vulkane schleuderten heiße Gesteinsbrocken in den Himmel. Im Wasser stiegen Gase und Mineralien auf. Vor 3,5 Mrd. Jahre verbanden sich mehrere Moleküle ² miteinander, sodass winzige Bakterien und erste Lebensformen mit noch einer Zelle entstehen konnten. Später entstanden dann auch Algen, Wasserpflanzen und erste Wassertiere. Diese Lebensformen begannen sich zu vermehren und fortzupflanzen. Ihre Eigenschaften, Fähigkeiten und Aussehen werden durch die Gene bestimmt. Durch zufällige Veränderungen (Mutation) und Neuordnung einzelner Gene bei der Fortpflanzung kommt es dazu, dass jedes Lebewesen einzigartig ist. So entsteht eine große Variation (= Vielfalt) an verschiedenen Lebensformen, aber auch eine große Vielfalt innerhalb einer Art.

Auch Markus dachte: „Ha! Das ist bestimmt auch der Grund, dass nicht alle so aussehen wie ich!“ Und er las weiter:

„Verändert sich die Umwelt, so gibt es immer einige, die damit besser zu Recht kommen und überleben, während andere, die sich nicht anpassen können, aussterben. Dies nennt man Selektion.

Jetzt dauerte es wieder lange Zeit, und erst vor ganz „kurzer Zeit“, wenn man in galaktischen Maßstäben rechnet, nämlich vor etwa 410 000 000 Jahren entstanden auch Lebensformen auf dem Festland: erst Pflanzen, dann kleine Insekten. Die Lebewesen wurden immer komplexer und entwickelten sich nach den genannten Gesetzmäßigkeiten. Die Wissenschaftler nannten dies später „Evolution“ (= Entwicklung).

Vor 300 Mio. Jahren legten Urreptilien, erste echsengroße Landtiere, ihre Eier nicht mehr ins Wasser, sondern an Land. Diese Eier hatten eine feste Schale zum Schutz vor dem Austrocknen, und aus ihnen schlüpften bereits „fertige“ kleine Reptilien – und keine Larven oder Kaulquappen. Und es gab bereits Pflanzen- und Fleischfresser. Aus ihnen entwickelten sich vor ca. 230 Mio. Jahre die ersten Saurier, deren Artenvielfalt (Dinosaurier, Flugsaurier) durch die Anpassung an die Lebensbedingungen entstand. 165 Mio. Jahre lang bevölkerten die Dinosaurier die Erde, bevor die letzten Dinosaurier vor ca. 65 Mio. Jahren ausstarben. Von den Flugsauriern stammen übrigens unsere Vögel heute ab. Erst 63 Mio. Jahre nach dem letzten Saurier entstanden in den Steppen und Savannen Afrikas die Vorfahren der heutigen Menschen. Dabei gab es mehrere verschiedene menschenähnliche Entwicklungslinien. Diese hatten noch mehr Ähnlichkeiten zu Affen, kennzeichneten sich aber durch die Möglichkeit, aufrecht gehen zu können - vielleicht um die hohen Gräser der Savanne zu überblicken? – oder die Fähigkeit, Werkzeuge zu verwenden. Fast alle gingen wieder zugrunde, so wie z.B. der bekannte Neandertaler. Aber aus einer Linie entwickelte sich der der homo sapiens, und damit praktisch wir. Das geschah erst vor ca. 120 000 Jahren. Somit ist unsere Art noch sehr jung.

Markus klappte das Buch wieder zu. Er war noch ganz fasziniert davon, wie die Naturwissenschaften die Entstehung von Welt und Leben auf Grund von messbaren Daten beschreiben und erklären.

  (Steffen Volck)

Quellen (entnommen am 22.11.2015):
http://www.wissenschaft.de/archiv/-/journal_content/56/12054/1537014/Galaktisches-Portrait/
http://www.abenteuer-sterne.de/wie-gross-ist-das-beobachtbare-universum/
http://www.wasistwas.de/archiv-wissenschaft-details/stimmt-es-dass-alle-sterne-auch-sonnen-sind.html
http://www.wasistwas.de/archiv-wissenschaft-details/was-sind-galaxien.html
http://www.wasistwas.de/archiv-natur-tiere-details/wie-und-wann-sind-die-dinosaurier-entstanden.html
http://www.evolution-mensch.de/thema/arten/erectus.php
http://kosmologie.fuer-eilige.de/urknall.htm
http://www.planet-schule.de/sf/multimedia-zeitreisen-detail.php?projekt=stammbaum_mensch

M4 Textfragen Weltentstehung

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