§ 9. Die Dichte der Erde. § 10. Die verschiedenen Sphären.
23
über den Vulkanismus; er nimmt für die Zusammensetzung des Erdkörpers einen
starren Easkern von etwa 4500 km Radius, eine gasförmige und flüssige Mittel-
zone von etwa 1800 km Mächtigkeit und eine feste Kruste mit einer Dichte von
etwa 70 km (= 1%) an
(Fig. 12). Nachwiechert
besteht die Erde aus einem
Metall kern von Eisen und
Nickel, dessen Durchmesser
etwa 10 000 km und dessen
Dichte 7,8 (— Dichte des
Eisens) beträgt, und einem
Gest eins mantel von
1500 km Dicke und einer
Dichte von 2,8. Danach würde
das Volumen des Gesteins-
mantels nahezu gleich dem
des Kernes sein, während die
Massen beider sich wie 2:5
verhielten.
Anmerkung 2. Jso-
statische Lagerung der
Massen der Erdkruste
(Prattsche Hypothese).
I. I. Pratt hatte schon 1869 den Satz aufgestellt, daß die Erhebungen der Erdkruste,
die Kontinente und Gebirge, geringere, die Meeresböden aber höhere Dichte besäßen,
daß also zwischen beiden Gleichgewicht oder Iso sta sie bestehe. In neuester
Zeit angestellte Schweremessungen haben tatsächlich ergeben, daß auf dem Festlande
die über der Meeresoberfläche befindlichen Massenanhäufungen, wie die Gebirge,
durch unterirdische Massendefekte ausgeglichen oder kompensiert werden,
daß demnach obere Kontinentalmassen und unterirdische Massendefekte im sog. Hydro-
statischen Gleichgewicht sich befinden oder sich isostatisch verhalten. Die Massen-
defekte hat man sich natürlich nicht als große Hohlräume zu denken, sondern als
Dichtigkeitsverminderungen der Masse unterhalb des Gebirges, die indes sehr wahr-
scheinlich 200 km nicht überschreiten. Die isostatische Lagerung der Erdkrusten-
massen ist aber auch durch Schwerkraftmessungen auf dem Ozean bestätigt worden.
Die Schwerkraft zeigte sich hier, abgesehen von Unregelmäßigkeiten örtlicher Natur,
annähernd normal. Das geringere spezifische Gewicht des Wassers der Ozeane wird
durch die größere Dichte des Meeresbodens ausgeglichen. Das Prattsche
Gesetz der Jsostasie ist somit für die ganze Erde erwiesen.
Hiernach bieten die Schweremessungen, die doch nur an der Erdoberfläche statt-
finden, die Möglichkeit — und dadurch sind sie wissenschaftlich so hochbedeutsam —,
mehr und mehr in das Innere des Erdkörpers einzudringen und den Aufbau der
Erdkruste in gewissem Sinne anschaulich zu machen, auch an Stellen, die voraus-
sichtlich für immer der Anschauung entzogen sind.
§ 10. Die verschiedenen Sphären.
Unter einer Sphäre im allgemeinen versteht man eine Kugel und
hier im besondern die Himmelskugel nach den verschiedenen
Fig. 12. Schematicher Schnitt durch den Krdkörper.
(Nach Arrhenius.)
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137
oder in runder Zahl zu V300. Setzt man für den Aequatorial-
durchmesser 300, so muß man für den Polardurchmesser 299
setzen, und ist der erstere 1719 Beeilen lang, so beträgt die Länge
des letztern 1713^Vs0v Meilen, denn 1719 : x — 300 : 299 =
171391/3oo.
Endlich beweist man die Abplattung der Erde aus ihrer
Axendrehung, wie umgekehrt die Abplattung ein Beweis für die
Rotation ist. Im Jahre 1676 behauptete der große Newtou
aus theoretischen Gründen, die Anschwellung am Aequator und die
dadurch entstandene Abplattung an den Polen könne die Erde nur
durch die Axendrehung im frühern flüssigen Zustande erhalten haben.
Ein rotirender kugelförmiger Körper plattet sich ab, wenn es die
Masse zuläßt; Versuche mit der Centrifugalmaschiue veranschau-
lichen das. Einen interessanten Versuch erwähnt Dove. Weuu
man Oel, welches auf Wasser schwimmt, aber im Weingeist unter-
sinkt, zuerst in Alkohol gießt und dauu diesem so viel Wasser hin-
znfügt, daß diese Mischung des schweren Wassers und leichtern
Alkohols gerade die Dichtigkeit des Oels erhält, so zieht sich das
Oel zu einer vollkommenen Kugel zusammen, die in der durch-
sichtigen Mischung frei, wie die Erde im Weltenraum, schwebt;
steckt man nun vorsichtig einen Draht durch die Kugel und bringt
sie in Drehung, so plattet
sie sich zu einem Sphäroid
ab, und bei größerer Ro-
tationsgeschwindigkeit trennt
sich das Oel und rotirt als
Ring um die Drehuugsaxe,
was zugleich die Entstehung
der Salurnsringe veran-
schaulicht. Man kann sich
auch die Abplattung an
Fig. 9 deutlich macheu. Es
sei Pp die Erdaxe, Ca ein
Erdradius vom Mittel-
punkte nach dem Aequator.
Denken wir uns in der
Kugel die beiden Röhren mit Wasser gefüllt und die Kugel ruhig,
so werden die Wassersäulen gleich groß sein, weil beide durch die
Schwere nach dem Mittelpunkte C hingezogen werden; rotirt aber
die Kugel um die Axe Pp, so wird durch die Schwungkraft das
Gleichgewicht gestört, der Zug der Schwere wird unter dem
Aequator um V300 vermindert und demgemäß die Wassersäule
Fig. 3.
p
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70
Heklastraße, den Boothiagolf, die Bellst-, Victoria-, Dease-, Union-
und Wallastonstraße und erreicht bei Cap Bathurst das Eismeer
und endlich die Behringsstraße. Wegen der Eisbarrieren hat die
Durchfahrt für Schifffahrtszwecke keinen Nutzen. 1879 ist es dem
schwedischen Nordpolfahrer Nordeufkiöld gelungen, aus der Nord-
fee durch das nördliche Eismeer und die Behringsstraße in den
großen Ocean zu segeln, ein Ereigmß, das, abgesehen von dein
wissenschaftlichen Interesse, für den europäischen und sibirischen
Handel von Belang ist.
Drittes Kapitel.
Die Jtujt
§ i.
Die Atmosphäre.
Die Hülle von gasförmigen Substanzen, welche die Erde
umgiebt und, vermöge der Schwere an dieselbe gebunden, die täg-
liche und jährliche Bewegung derselben theilt, heißt Atmosphäre,
d. i. Dampfkugel. Das Gasgemenge, aus dem die Atmosphäre
besteht und dessen Theilchen gleichförmig zwischen einander ver-
breitet sind, nennt man Lust. Sie ist ein Gemisch zweier chemisch
einfacher Gase; sie enthält nämlich in je 5 Raumtheilen 4 Raum-
theile Stickstoffgas und 1 Raumtheil Sauerstoffgas, ein Mischungs-
verhältuiß, das aller Orten und zu allen Zeiten unverändert bleibt.
Außerdem enthält sie noch eine geringe Menge Kohlensäure.
Ueber dem Festlande ist ihr Gehalt an Kohlensäure am Tage
geringer als bei Nacht, und auf dem Meere ist es gerade um-
gekehrt; ebenso ist er im Winter geringer als im Sommer. Die
Stadtluft und die Luft auf Gebirgen ist reicher an Kohlensäure
als die Luft auf dem Laude und in der Ebene. Diese Er-
scheinungen erklären sich durch das Wachsthum der Pflanzen.
Unter dem Einflüsse des Sonnenlichts nehmen dieselben am Tage
durch die Blätter Kohlensäure aus der Luft auf, behalten dieselbe
für sich und scheiden Sauerstoff wieder aus. In Städten, auf
kahlen Höhen und im Winter können natürlich die Pflanzen we-
niger in dieser Weise aus die Luft wirken. Die besondere, eigen-
thümlich scharf riechende Art des Sauerstoffs, welche Schönbein
1840 in der Luft entdeckt hat, heißt Ozon, auch erregter, activer
Sauerstoff. Er wird namentlich beim Durchschlagen electrischer
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Der Lustkreis. §. 3.
die Entfernung eines Ortes vom Oten (zugleich 360sten) Meridian nach
Osten oder nach Westen (daher östliche oder westliche Länge).
Der Anfangsmeridian (oder Ote, fälschlich der erste genannt)
wird von den deutschen Geographen dem Namen nach durch die Insel
Ferro, in der That aber genau 20° westlich von Paris (etwas östlich
von Ferro) gezogen. — Die Franzosen ziehen den Anfangsmeridian
durch die Sternwarte von Paris (20° östlich von Ferro), die Eng-
länder über die Sternwarte von Greenwich (17° 39' 37,5" östlich
von Ferro), die Nordamerika:!er über Washington (59° 22'
Westlich von Ferro).
Die Ebene des Meridians von Ferro theilt die Erde in eine östliche
Halbkugel (die alte Welt) und eine westliche Halbkugel (die neue
Welt). Die Ebene des Aequators begrenzt die nördliche und die südliche
Halbkugel.
Dimensionen der Erdkugel.
Der Umsang derselben am Aequator beträgt 360 x 15 — 5400
geogr. Meilen. Darans berechnet sich ihr Durchmesser am Aequator
= 1719 geogr. M., die Erdoberfläche — 9v4 Mtll. Dm.
(Reduktionsverhältnisse: 1 geogr. M. = 7,42 km, 1 geogr. Dm.
— 55,06 qkm.)
§. 3.
Die Erdoberfläche im Äugemeulett.
Zweierlei flüssige Hüllen umgeben deu starren Kern des Erdkörpers:
die elastisch flüssige der Luft und die tropfbar flüssige des Wassers.
Der Luftkreis umhüllt auf eine ununterbrochene Weise das Ganze;
das Wasser bildet den größten Theil (fast 3/4) der Erdoberfläche, bei
ruhigem Zustande scheinbar eine Ebene darstellend. Das über den
Meeresspiegel hervorragende seste Land macht den übrigen Theil (^/4)
der Erdoberfläche aus. Diese drei Elemente stehen in einer ununter-
brochenen Wechselwirkung zu einander, welche die Grundlage bildet für
das Leben der ganzen Natur.
1. Der Lustkreis oder die Atmosphäre besteht aus eiuer
Mischung gasförmiger Stoffe, hauptsächlich aus coustanten Mengen
Sauerstoff und Stickstoff, geringen und im Allgemeinen wenig fchwan-
kenden Mengen von Kohlensäure und wechselnden Quantitäten Wasser-
damps. Er umgibt, wie eine Hohlkugel, die Erdoberfläche in der Weise,
daß seine Dichtigkeit nach uuteu hin zunimmt dnrch das Gewicht der
über demselben liegenden Luftsäule.
Die Atmosphäre ist der Schauplatz der Lufterscheinungen.
a. wässerige oder solche Erscheinungen im Luftkreise, welche nach Ver-
bunstuug des die Oberfläche der Erde bedeckenden Wassers durch dessen Ver-
dichtung entstehen, als: Thau und Reif, Nebel und Wolken, Regen, Schnee
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Extrahierte Ortsnamen: Paris Paris Nordamerika Washington
11
versuchen; ein kurzer Zug oder Ruck bewegt nicht so schnell
als ein länger dauernder. Die Erde aber zieht oder reißt
den Stein oder die Kugel unaufhörlich und ohne Unterbre-
chung herunter an sich, daher muß er immer schneller fallen;
in der ersten Secunde beträgt der Fall 15 Fuß, in der
zweiten 60, in der dritten 135, in der vierten 240 u. s. w.
So zeigt sich die Thätigkeit der Anziehungskraft alle
Tage und alle Stunden; wir wollen sie aber auch noch
unter nicht alltäglichen Umständen sehen. Durch die Luft-
pumpe kann man aus einer gläsernen hohlen Kugel oder
einem gläsernen hohlen Cylinder die Luft auspumpen, wie
man durch eine gewöhnliche Pumpe Wasser oder eine
andere Flüssigkeit auspumpen kann. Wird nun aus einem
solchen Glase die Luft ausgepumpt und läßt man in dem
Glase eine Bleikugel und eine Flaumfeder niederfallen
(daß eine eigene Vorrichtung vorhanden sein muß, ver-
steht sich von selbst), so fallen beide zu gleicher Zeit auf,
oder die Flaumfeder fäll! so schnell als die Bleikugel.
Das heißt mit andern Wertem: die Flaumfeder wird
von der Erde angezogen wie die Bleikugel, und die Blei-
kugel wie die Flaumfeder, keine stärker und keine schwächer,
denn es ist die gleiche Kraft, welche beide faßt und zieht.
Ein anderes Beispiel von der nicht alltäglichen Wir-
kung der Anziehungskraft. Beim Feldmessen braucht man
das sogenannte Senkloth, auch wohl nur Senkel genannt.
Einmal waren nun mehrere Naturforscher mit einer großen
Messung beschäftigt und ihr Instrument mit dem Senklothe
war in der Nähe des großen Andesgebirges in Amerika
aufgestellt« Da bemerkte einer derselben (Condamine),
daß das Senkloth nicht senkrecht hing, sondern gegen das
Gebirge hin abwich. Das wiederholte sich bei jeder Auf-
stellung, jedesmal wich das Loth ab und zog seitwärts
gegen die Gebirgsmasse. Das geschieht nicht etwa blos
in Amerika, sondern überall in der Nähe von Gebirgs-
maffen, und man hat darüber die genauesten Beobach-
tungen angestellt. Äas bewirkt nun das Abweichen des
Senklothes von der senkrechten Linie? Die Anziehungs-
kraft der Erde zieht es senkrecht, aber die Gebirgsmasse
ist auch ein Stück Erde, und hat als ein Theil der Erde
auch Anziehungskraft, aber eine um so viel schwächere
als die Erde, um so viel sie kleiner ist, als die ganze
Erde. Die Anziehungskraft der Gebirgsmasse zieht nun
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Bildungsstufen (OPAC): Sonstige Lehrmittel, alle Lernstufen
Schulformen (OPAC): Selbstunterricht
Inhalt Raum/Thema: Weltkunde
Geschlecht (WdK): koedukativ
— 48 —
beim alsdann hat z. B. die Spitze eines Thurmes und ebenso der
von ihm herabfallende Körper eine größere Geschwindigkeit nach
Osten, als die tiefer liegende Fläche, zu welcher er herabfällt. Da
nun der falleude Körper auch während des Fallens in Folge des
Beharrungsvermögens seine größere Notationsgeschwindigkeit beibe-
hält, so muß er nach Osten abweichen. In dem Augenblicke, in
dem ein Körper fällt, wirken zwei Kräfte auf denselben, nämlich
die Schwer- und die Schwungkraft; beide treiben ihn in der Dia-
gonale des durch sie bestimmten Parallelogramms.
An verschiedenen Orten angestellte Fallversnche haben die
Thatsache bestätigt. So ließ Benzenberg 1802 von dem spä-
ter abgebrannten Michaelisthnrme in Hamburg 30 Kugeln herab-
fallen , von denen 21 eine östliche Abweichung von fast 4 Linien
zeigten. Noch mehr mit der Theorie übereinstimmend waren die
später in einem Kohlenschachte zu Schlehbusch in der Grafschaft
Mark veranstalteten Versuche. Bei einer Fallhöhe von 260 Fuß
fand er eine östliche Abweichung von circa 5 Linien, während die
Theorie 3,S7 Linien forderte. Zn den glänzendsten Resultaten kam
1832 Professor Reich in Freiberg. In dem dortigen Dreibrü-
derschacht stand ihm eine Fallhöhe von 488 Fuß zu Gebote, und
er fand als Mittel aus 106 gelungenen Versuchen eine östliche
Abiveichnng vou 123/5 Linien, ein Resultat, das von dem von der
Theorie geforderten nur um 2/5 Linien abweicht.
5. Die Passatwinde.
Den Schiffern auf den Oceanen, wo locale Einflüsse die Rich-
tnng der Winde weniger beeinflussen, als auf dem nnebenen und
verschieden beschaffenen Lande, ist bekannt, daß in gewissen Breiten,
namentlich innerhalb der Wendekreise, oder doch nur wenig darüber
hinaus, coustaute Winde wehen, welche Passatwinde genannt wer-
den. Auf der nördlichen Halbkugel herrscht der Nordoste auf der
südlichen der Südost-Passat. Diese Winde müssen entstehen, wenn
sich die Erde von Westen nach Osten nm ihre Achse dreht.
Die Erde ist ringsum mit Lnft umgeben. Diese zeigt, wie alle
Flüssigkeiten, stets das Bestreben, das in ihr durch Temperatur-
unterschiede gestörte Gleichgewicht wieder herzustellen. Nun dehnt
die Wärme alle Körper aus und macht sie dadurch specifisch
leichter; deßhalb steigt die erwärmte Luft in die Höhe, währeud
die kältere sich nach unten senkt. Sehr einfach kann man sich von
dieser Thatsache überzeugen, wenn man zwischen zwei Zimmern von
ungleicher Temperatur eine Thür öffnet. Nimmt man nun ein Licht
und hält dasselbe nahe an den Boden, so sieht man stets, daß die
Flamme desselben eine schiefe Lage annimmt, und zwar so, daß sie
sich uach dem warmen Zimmer hinwendet. Führt man dagegen
das Licht in die Höhe, so nimmt die Flamme allmählich eine ent-
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Erstes Kapitel. Die Luftwärme.
95
Dritter Abschnitt.
Die Atmosphäre.
I. Bestandteile der Atmosphäre. Die Atmosphäre ist ein
Gemenge von 79 Nanmteilen Stickstoff und 21 Nanmteilen Sauer-
stoff. Diesen Hauptbestandteilen der atmosphärischen Lnst sind noch
beigemischt Wasserdamps^ und Kohlensäure, freilich verhältnismäßig in
geringen Mengen.
Ii. Gestalt und Höhe der Atmosphäre. Die Lufthülle
hat am Äquator eine größere Höhe als an den Polen, weil sie dort
durch die bedeutende Wärme ausgedehnt wird. Die Atmosphäre wird
demnach auch ein Sphäroid bilden, das aber wahrscheinlich noch mehr
abgeplattet ist, als das Erdsphäroid.
Das Ende der Abenddämmerung, welches eintritt, wenn die
Sonne etwa 16° unter den Horizont .gesunken ist, erlaubt, für die
Atmosphäre eine Höhe von 8—9 Meilen anzunehmen. Allein das
Anfleuchteu der Sternschnuppen, eine Folge ihrer Erhitzung durch deu
Lustwiderstaud, führt zur Annahme einer Lufthöhe von 40 Meilen.
Iii. Farbe der Luft. Die Luft ist zwar der durchsichtigste
Körper, den wir kennen, aber sie ist, wie die Bläue des Himmels
lehrt, nicht vollkommen durchsichtig. Sie wirst die blauen Strahlen
des Lichtes zurück, während sie andere zurückhält. Diese blaue Farbe
des Himmels ist dem Wasserdampfe zuzuschreiben, und die Nolle, die
der Grad der Feuchtigkeit und die Größe der Dampfbläschen hiebet
spielen, erklärt die verschiedene Intensität der Bläue des Himmels.
Erstes Kapitel,
i e L u f t w ä r m e.
I. Ursachen der Wärmeverteilung auf der Erdober-
fläche. Die Wärmemenge, welche die Sonne einem Punkte der Erd-
oberfläche zustrahlt, ist vorzugsweise abhängig von der Tageslänge
und der Größe des Winkels, unter welchem die Sonnenstrahlen die
Erdoberfläche treffen, also von der geographischen Breite eines
Ortes. Der hiednrch bedingte Wärmegrad heißt das mathematische
Klima. Davon weicht aber das wirkliche oder physische Klima
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306
Vom R egen.
temperatur anzeigt, also für den Wärme-Aeqnator des Erdballs gelten kann,
berührt nur ans dem großen Ocean den terrestrischen Aequator und reicht anch
nur dort in die Südhemisphäre hinein. Neberall sonst finden wir sie auf der
Nordhälste der Erde, und zwar an manchen Stellen über 10° Breite hinaus,
denn sie zieht durch Malakka, über Coromandel und Malabar, durch Abyssinien
und über den See Tsad zur Goldküste Guinea's, und übers atlantische Meer nach
Trinidad und Panama. — Auch lassen die Jsothermbiegungen im hohen Norden
nicht ohne Grund vermuthen, daß es zwei Kältepole gebe, einen nördlich vom
Ausfluß der Lena (mittlere Temperatur: — 13,8° R.) und den andern (— 15,6 R.)
nordöstlich von Melville's Insel; beide über 10° vom Nordpol abstehend.
Anmerk. Wie man Isothermen entwirft, so auch Jsotheren und Jso-
chimenen, als Linien durch die Länder von gleicher Sommer- lind gleicher
Wintertemperatur. — Ueber den Einfluß der Sonnenflecken auf die Tem-
peratur sind noch zu wenig Erfahrungen vorhanden; was mau darüber weiß,
sind nur Vermuthungen.
38. Wolken- und Regenbildung. Regenmenge.
Mit dcr Temperatur steht die Menge des in die Atmosphäre auf-
steigenden Wasserdampfes, und der Niederschlag desselben als Regen
und Schnee, in nächster Beziehung; denn nur die Wärme ist es, die
ihn entwickelt, und je höher der Wärmegrad, desto größer diese Ent-
wickelung der Dünste. Dabei kommt es aber wiederum auf Beschaf-
fenheit des Bodens, auf Nähe oder Ferne vom Meer, und auf die
herrschenden Winde an. Wie diese verschieden sind, so auch die Be-
feuchtung durch Regen. Mehrere Angaben in Betreff der Regenmenge
sollen dies näher erörtern. Es wird indeß nicht überflüssig sein, einiges
über die Entstehung des Regens vorauszuschicken.
Ueberall hat unsre Atmosphäre die gleichen Bestandtheile; ys Sauerstoff,
beinah 4/s Stickstoff und etwas Kohlensäure. Sie vermag aber auch Dünste
(Wasserdamps) in sich aufzunehmen, oder vielmehr in sich aufzulösen, jedoch nur
in gewisser Menge, mehr bei Wärme, weniger bei Kälte; denn Kälte zieht zu-
sammen, Wärme debnt aus. Bei Null ° soll ein Cubikfuß Luft nur 3f/, Gran
Dunst in sich aufzulösen und fest zu halten im Staude sein, bei 16° Wärme wohl
15 Gran und mehr. Je nachdem nun der Wärmegrad der Luft wechselt, saugt
sie Dunst ein oder stößt ans, trägt aber noch den ausgestoßenen, so lang er nicht
schwerer wird als sie selbst.
Bekanntlich ist die Luft eben so unsichtbar als durchsichtig. Auch der Wasser-
dampf theilt diese Eigenschaft, so lange er in der Luft als aufgelöst vorhanden
ist. Wenn er jedoch ausscheidet, wird er sichtbar als eine Trübung der Luft,
jeder Schulbibliothek sein. — Das Wort Isotherme kommt übrigens her von
iaog gleich und Wärme; Jsothere von Sommer, und Jsochimenen von
xet.ucov Winter.
TM Hauptwörter (50): [T49: [Land Klima Europa Meer Lage Asien Winter Insel Afrika Zone], T7: [Erde Luft Sonne Wasser Himmel Berg Tag Licht Wolke Nacht], T19: [Wasser Luft Eisen Körper Silber Gold Kupfer Metall Stein Erde]]
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