Atmosphäre: Aufbau der Schichten unseres Planeten

Als Atmosphäre bezeichnet man eine gasförmige Schicht, die einen Planeten umgibt. Das Wort setzt sich aus dem griechischen atmos (=Dampf) und sphaira (=Kugel) zusammen.

Die Atmosphäre der Erde macht Leben auf dem Planeten erst möglich. Betrachtet man die Erde als Ganzes, zeigt sich, dass die Atmosphäre mit ihren 500 Kilometern Höhe nur eine dünne Schicht im Verhältnis zu den 12.700 Kilometern Durchmesser des Planeten selbst ist. Trotzdem ist dieser dünne Mantel lebenswichtig: Er sichert uns die Luft zum Atmen, schützt uns vor schädlichen UV- und Röntgenstrahlen der Sonne, hält die Temperatur einigermaßen konstant und regelt den großräumigen Wasserkreislauf. Woraus besteht dieser Wundermantel? 78 Prozent Stickstoff, knapp 21 Prozent Sauerstoff, dazu etwa 1 Prozent Edelgase. Die Atmosphäre lässt sich von unten nach oben in verschiedene Schichten einteilen. Von unten nach oben sind dies Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre.

Die unterste Schicht ist gleichzeitig die vielseitigste. Hier spielen sich fast alle Wetterphänomene ab, und fast der gesamte Wasserdampfgehalt der Atmosphäre findet sich hier. Die Troposphäre reicht vom Erdboden bis in eine Höhe von 8 Kilometer an den Polen und 18 Kilometer am Äquator. Die Temperatur nimmt dabei mit zunehmender Höhe immer weiter ab. An der Tropopause – das ist die Grenze zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre – hat es nur noch -60°C.

Mit der Tropopause beginnt die Stratosphäre, die bis in 50 Kilometer Höhe reicht. Vielleicht erinnern Sie sich noch an jenen Mann, der, finanziert von einem Getränkehersteller, sich in einer Kapsel bis in die Stratosphäre bringen ließ, um von dort zurück zur Erde zu springen. Diese Aktion hat die Stratosphäre bekannt gemacht.

Nach der Stratosphäre kommt die Stratopause in etwa 50 km Höhe. Ihr schließt sich die Mesosphäre an. Dies ist die mittlere Schicht der Atmosphäre. Sie reicht bis in eine Höhe von etwa 85 km. Weil in dieser Schicht kaum noch Ozon vorkommt sinkt die Temperatur auf bis zu minus 100 Grad Celsius. Damit stellt die Mesosphäre die kälteste Schicht der Erdatmosphäre dar. Hier können sich leuchtende Nachtwolken bilden, die bis zu einer Höhe von etwa 80 km reichen.

Keine Sphäre ohne Pause: Nach der Mesosphäre kommt die Mesopause und direkt an sie anschließend befindet sich die Thermosphäre. Diese reicht von 85 km Höhe bis hinauf auf 500 km. In der Thermosphäre ist die Luft bereits extrem dünn; so dünn, dass einzelne Luftmoleküle bereits einige Meter weit fliegen müssen, um mit einem anderen zu kollidieren. Die Strahlung der Sonne wird hier praktisch nicht mehr gefiltert und kann die einzelnen Moleküle auf bis zu 1700 Grad erhitzen. In der Thermosphäre umkreist die Internationale Raumstation ISS (in etwa 350 km Höhe) die Erde. Nicht nur die Raumstation, sondern auch Polarlichter finden hier ihre Heimat.

Die Exosphäre ist die äußerste der Atmosphärenschichten. Ihr Name leitet sich aus dem Griechischen exo (=außen) und Kugel (=sphaira) ab. Die Exosphäre ist der Übergang zum Weltraum. Dieser Übergang ist jedoch nicht exakt definiert und daher fließend. Der Zirka-Wert, an dem die Exosphäre endet, wird mit etwa 10.000 km von der Erdoberfläche angegeben. Weil theoretisch die Wasserstoffdichte niemals den Wert Null erreicht, ist eine exakte Grenze allerdings nicht festzulegen.