Die Bedeutung der hydrosphärischen Schicht
Das Leben auf der Erdoberfläche ist maßgeblich von der Verfügbarkeit von Wasser abhängig; daher wird der Planet Erde oft als „Wasserplanet“ bezeichnet. Dies liegt daran, dass die Präsenz von Wasser ihn von anderen Planeten des Sonnensystems unterscheidet. Die Wichtigkeit der hydrosphärischen Schicht auf der Erde zeigt sich in verschiedenen Aspekten:
- Wasser ist der Hauptbestandteil der Zellen lebender Organismen und macht etwa 75 % der Zelle aus, was es ihr ermöglicht, ihre natürlichen und lebenswichtigen Funktionen auszuführen.
- Wasser deckt viele grundlegende Bedürfnisse der Menschen ab, wobei es primär für den Trinkbedarf eingesetzt wird, aber auch in weiteren Anwendungen wie Reinigung und in der Industrie Verwendung findet. Zudem spielt Wasser eine zentrale Rolle bei der Stromerzeugung durch die Nutzung hydroelektrischer Energie.
- Die hydrosphärische Schicht ist ein Lebensraum für viele Pflanzen- und Tierarten; dieser Umstand ergibt sich aus den Eigenschaften des Wassers, die es ihm ermöglichen, zahlreiche Nährstoffe wie Nitrationen (-NO3), Nitriten (-NO2), Ammonium (+NH4) sowie andere Ionen wie Magnesium (+Mg2) und Calcium (+Ca2) zu lösen. Außerdem enthält Wasser verschiedene Gase wie Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2).
- Die hydrosphärische Schicht reguliert das Klima auf der Erdoberfläche. Aufgrund der thermischen Eigenschaften von Wasser benötigt es eine lange Zeit, um sich zu erwärmen oder abzukühlen, was dazu beiträgt, die Temperaturen auf der Erde in einem Bereich zu halten, der das Überleben lebender Organismen ermöglicht. Zudem unterstützt die Bewegung der Meeresströmungen die Temperaturverteilung auf der Erde.
Die Interaktion der hydrosphärischen Schicht mit anderen geologischen Schichten
Die hydrosphärische Schicht interagiert mit anderen geologischen Schichten des Planeten auf folgende Weise:
- Interaktion der hydrosphärischen Schicht mit der Atmosphäre: Bei steigendem Wasserdampf nimmt die Temperatur zu, was zu einer Verdunstung des Wassers führt. Dieser Dampf steigt in die oberen Atmosphäreschichten auf, kondensiert dort und fällt wieder als Regen oder Schnee auf die Erdoberfläche. Der Wasserkreislauf zwischen der hydrosphärischen Schicht und der Atmosphäre ist durch Energieveränderungen geprägt und spielt eine unmittelbare Rolle bei den Wetteränderungen auf der Erde.
- Interaktion der hydrosphärischen Schicht mit der lithosphärischen Schicht: Die lithosphärische Schicht umfasst die Erdkruste und die Ozeane. Die Wetterveränderungen, die durch Wasser verursacht werden, bewirken die Errosion großer Gesteinsformationen, die sich allmählich in Boden verwandeln. Das fließende Wasser transportiert diesen Boden an verschiedene Orte; diese beiden begleitenden Prozesse werden als Erosion und Verwitterung bezeichnet und sind wesentlich für die Formung der Erdoberfläche. Flüsse zerfetzen während ihrer Strömung die umgebenden Gesteine und transportieren ihre Sedimente zu den Enden ihrer Flussläufe oder in die Überschwemmungsebenen. Zudem schnitzen die strömenden Gewässer Täler in den Bergen und schaffen so Flussläufe.
- Interaktion der hydrosphärischen Schicht mit der biosphärischen Schicht: Pflanzen nehmen über ihre Wurzeln Wasser aus dem Boden auf und transportieren es zu den oberen Teilen der Pflanze, wie Stängeln und Blättern. Wasser spielt eine zentrale Rolle im Prozess der Photosynthese sowie im Transpirationsprozess, der für die Rückführung von Wasser aus der Pflanze in die Atmosphäre verantwortlich ist.
Das Konzept der hydrosphärischen Schicht
Die hydrosphärische Schicht (auf Englisch: Hydrosphere) umfasst die Gesamtheit des Wassers auf der Erde. Dazu gehören alle flüssigen und gefrorenen Oberflächengewässer sowie das Grundwasser, das im Boden oder zwischen Gesteinen vorkommt. Auch die Mengen an Wasserdampf, die in den Schichten der Atmosphäre vorhanden sind, werden einbezogen. Der Planet Erde zeichnet sich durch eine große Menge an flüssigem Oberflächenwasser aus, was ihn im Vergleich zu anderen Planeten des Sonnensystems mit geeigneten Temperaturen zu einem geeigneten Lebensraum macht. Beispielsweise gibt es auf den Planeten Venus und Mars kein flüssiges Wasser, da deren Temperaturen für die Existenz von Wasser ungeeignet sind. Venus ist extrem heiß, während Mars gefroren ist.
Die Schichten des Planeten Erde stehen in einer dynamischen Beziehung zueinander, die es ihnen erlaubt, sich zeitlich und räumlich miteinander zu verbinden. Diese Schichten umfassen die Atmosphäre, die hydrosphärische Schicht, die lithosphärische Schicht und die biosphärische Schicht. Die hydrosphärische Schicht ist eine der aktivsten Schichten im Hinblick auf die Interaktion mit den anderen Schichten. Wasser innerhalb dieser Schicht ist ständig in Bewegung. Es verdunstet von Land und Gewässern in die Atmosphäre, kondensiert dort und bildet Wolken. Anschließend fällt es in Form von Regen oder Schnee zurück und verteilt sich erneut über verschiedene Wasserquellen auf der Erde im Rahmen des sogenannten Wasserkreislaufs der Natur.