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Bis in die unmittelbare Vergangenheit dienten astronomische Sachverhalte als Grundlage der Zeitmessung und Zeitrechnung. Der „Sonnentag“ mit seinen Unterteilungen (Stunden, Minuten, Sekunden) sowie der Mondumlauf um die Erde („Monat“) basieren auf solchen Grundlagen. Auch die Tageszeit, genauer die tatsächliche Ortszeit, hängt vom Sonnenstand ab und ist deshalb höchst unterschiedlich. In Deutschland beträgt beispielsweise der Zeitunterschied von den östlichsten zu den westlichsten Orten immerhin über eine halbe Stunde Ortszeit. Vereinbarte Zeitzonen gewährleisten aber trotz gewisser Abweichungen vom tatsächlichen Sonnenstand und folglich von der tatsächlichen Zeit ein funktionierendes gesellschaftliches Leben.

Als Artenvielfalt wird die Anzahl der in einem Lebensraum vorhandenen Arten bezeichnet. Verändern sich in einem Lebensraum die ökologischen Bedingungen, so kann sich die Artenvielfalt verändern. Früher wurde der Begriff „Artenvielfalt“ mit biologischer Diversität gleichgesetzt. Heute wird Biodiversität in umfassenderem Sinne verstanden. Dabei werden die drei verschiedenen Ebenen der genetischen Vielfalt, der Artenvielfalt und der Ökosystemvielfalt unterschieden.

Die Entwicklung der Artenvielfalt ist im Lichte der Evolutionstheorie zu verstehen. Im Laufe der Erdgeschichte haben sich die Arten bei zunehmend effizienterer Ressourcenausnutzung und Nischenausfüllung immer stärker diversifiziert.

Einige wenige Länder der Erde beherbergen überproportional viele Arten. In diesem Zusammenhang wurde der Begriff Hotspots für besonders artenreiche tropische Gebiete eingeführt. Alle globalen Artenmaxima liegen in den feuchten Tropen und Subtropen, und zwar in Regionen, die eine sehr hohe Geodiversität (Klima, Böden, Topografie) aufweisen. Mit Geodiversität ist die Vielfalt an abiotischen Geofaktoren gemeint. Daraus folgt: Vielfalt und Gunst bzw. Ungunst abiotischer Verhältnisse stehen in enger Wechselwirkung zur Artenvielfalt.
Gegenwärtig erleidet die Artenvielfalt drastische Verluste. Die wesentliche Ursache für das Artensterben ist der Mensch.

Die Funktionen des Bodens umfassen die Wasserregulierung und die Grundwasserneubildung sowie die Wasserfilterung und die Schadstoffpufferung. Daneben sichert der Boden die Wasser-, Wärme- und Nährstoffversorgung von Pflanzen und ermöglicht so erst die Biomasseproduktion. Durch den Ab- und Umbau von organischen Stoffen durch Bodenorganismen wird im Boden auch das Leben von Bodenorganismen gewährleistet. Diese Funktionen machen den Boden zu einer der wichtigsten Ressourcen für die menschliche Existenz. Der Boden bedarf deshalb auch des sorgsamen Umgangs und des besonderen Schutzes.

Humus ist ein wesentlicher organischer Bestandteil des Bodens. Als Humus wird alle organische Substanz des Bodens unabhängig von ihrem Zersetzungsgrad bezeichnet. Da Humus für die Bodenfruchtbarkeit von besonderer Bedeutung ist, sollte der Humusgehalt des Bodens bekannt sein und genau bestimmt werden. Die relativ einfache Bestimmung nach der Braunfärbung oder mittels Glühverfahren bringt aber nicht die notwendige Genauigkeit. Deshalb wird mit einem relativ aufwendigen Verfahren der genaue Gehalt des Bodens an organisch gebundenem Kohlenstoff und Kalk ermittelt.

Größere Regionen können nach den jeweils vorherrschenden Bodentypen in Bodenlandschaften oder Bodenregionen eingeteilt werden. Das trifft auch auf das Bundesland Thüringen zu. Auf den unterschiedlichen Oberflächenformen bzw. Großlandschaften des Landes mit ihren besonderen klimatischen Bedingungen, den Gesteinen des Untergrunds oder dem unterschiedlichen Wasserangebot haben sich fünf Bodenlandschaften entwickelt, die durch dominierende Bodentypen bestimmt sind.

Die Bewässerung ist in den Trockengebieten der Erde eine der wichtigsten Methoden zur Ertragssteigerung in der Landwirtschaft. Zugleich ist sie eine der Hauptursachen für die Versalzung von Böden und die nachlassende Bodenfruchtbarkeit in Regionen mit künstlicher Bewässerung. Die Versalzung der Böden in Bewässerungsgebieten kann jedoch verhindert werden, wenn die Bewässerungssysteme mit zweckmäßigen Anlagen zur Entwässerung ergänzt werden.

Wäre die Erde eine unbewegte Kugel, würden sich die globalen Windsysteme vom Äquator zu den Polen hin ausrichten: Die Sonneneinstrahlung ist am Äquator am höchsten. Die am Äquator auftretenden Strahlungsgewinne führen zur Erwärmung der Luft und lassen sie aufsteigen. Über dem äquatorialen Tiefdruckgebiet würde die Luft dann nord- und südwärts zu den Polen hin abströmen.

An den Polen steht die Sonne ganzjährig niedrig. An den durch die Strahlungsverluste kühlen Polen würde die Luft folglich wieder absinken und von den polaren Hochdruckgebieten zum Äquator zurückströmen. Durch die Erdrotation kann es aber einen solchen geschlossenen Kreislauf der Luftmassen zwischen Äquator und Polen, die sogenannte Headley-Zelle, nicht geben. Die Zelle bzw. der Kreislauf existiert lediglich im Raum zwischen dem Äquator und etwa 30° nördlicher und südlicher Breite und wird als Passatzirkulation bezeichnet.

Die Headley-Zelle ist allerdings nicht nur in ihrer Breitenausdehnung begrenzt. Durch die Erdrotation tritt zusätzlich eine scheinbare Kraft auf, die die auf der Nordhalbkugel vom Äquator weg wehenden Winde nach Osten und die zum Äquator hin wehenden Winde nach Westen ablenkt. Auf der Südhalbkugel sind die Verhältnisse entsprechend umgekehrt. Diese ablenkende Kraft heißt Corioliskraft.

Die Weltmeere sind ein gewaltiger Speicher erneuerbarer Energien. Bei der Nutzung der thermischen und kinetischen Energie der Ozeane steht der Mensch jedoch noch am Anfang. Bislang arbeiten nur wenige Gezeiten- und Wellenkraftwerke erfolgreich. Auch bei der Entwicklung von Temperaturgefällekraftwerken, die gleichzeitig zur Meerwasserentsalzung genutzt werden können, muss noch viel Pionierarbeit geleistet werden.

Als Feuchtwälder bezeichnet man halbimmergrüne bis immergrüne Regenwälder an den Ostseiten der Kontinente. In Nord- und Südamerika, Südafrika, Asien und Australien liegen sie in der Zone der immerfeuchten Subtropen. Hier lassen die sommerlichen Monsunregen keine extreme Trockenperiode aufkommen, und in den milden Wintern gibt es kaum Frost. Die Feuchtwälder ähneln deshalb im Aufbau den tropischen Regenwäldern, zu denen sie auch überleiten.
Auf der Erde gibt es heute aber kaum noch größere zusammenhängende Feuchtwaldgebiete in den immerfeuchten Subtropen. Die Wälder mussten meist landwirtschaftlich intensiv genutzten Flächen Platz machen.

Seit Jahrhunderten bis in die Gegenwart gibt es Auseinandersetzungen zwischen Staaten um politische und wirtschaftliche Einfluss-Sphären und damit um die Freiheit der Meere. Im vergangenen Jahrhundert wurden auf mehreren internationalen Seerechtskonferenzen 200-Seemeilen-Wirtschaftszonen festgelegt, die Anliegerstaaten an Meeresküsten ein Nutzungsrecht der Reichtümer der Meere und Ozeane im Bereich dieser Zonen garantieren. Auf diese Weise wurden auch die Erdöl- und Erdgaslagerstätten der Nordsee unter den Anliegerstaaten aufgeteilt.

In Binnengewässern oder stark abgeschnürten Meeresteilen setzt die Eutrophierung ein, wenn das Wasser durch menschliche Einwirkung mit pflanzlichen Nährstoffen angereichert wird. Das durch die Eutrophierung verursachte übermäßige Pflanzenwachstum verringert den Sauerstoffgehalt des Wassers und führt letztlich zum Absterben vieler Lebewesen in den Seen. Der Prozess kann durch Beseitigung der Ursachen rückgängig gemacht werden, was aber Jahre dauert.

Das Weltmeer, die Wasseroberfläche der Erde, gliedert sich in drei, nach anderen Gliederungen in vier große Ozeane (Atlantischer, Pazifischer, Indischer und Arktischer Ozean) mit ihren jeweiligen Nebenmeeren. Zu den Nebenmeeren der Ozeane gehören Mittelmeere (z. B. das Europäische Mittelmeer), Randmeere (z. B. die Nordsee) und Binnen- oder intrakontinentale Mittelmeere (z. B. die Ostsee).

Humifizierung und Mineralisierung sind Stoffumwandlungsprozesse bei der Bodenbildung, wobei Humifizierung den Mechanismus der Zersetzung der abgestorbenen organischen Substanz im Boden und die Bildung von Huminstoffen und Mineralisierung den endgültigen Abbau von Humus zu mineralischen Endprodukten $\text{(z}\text{. B}{\text{. CO}}_{\text{2}},{\text{ NH}}_{\text{3}},{\text{ PO}}_{\text{4}},{\text{ H}}_{\text{2}}\text{O)}$ unter Freisetzung von Energie kennzeichnet. Zwischen Humifizierung und Mineralisierung besteht ein standorttypisches Wechselspiel, das letztlich von klimatischen Faktoren gesteuert wird. Die Intensität beider Prozesse hängt u. a. von der Zusammensetzung der organischen Ausgangssubstanz, vom Feuchte- und Wärmedargebot, von der Durchlüftung und der Bodenreaktion ab.

Durch Lösungsverwitterung entstehen vorzugsweise in Kalk-, Gips- und Salzgesteinen spezifische kleine, mittlere und große Reliefformen, die unter dem Begriff Karst und Karstlandschaft zusammengefasst werden.
Untrennbare Bestandteile von Karstlandschaften sind Höhlen, die von der Höhlenkunde (Speläologie) erforscht werden. Von besonderer Bedeutung sind die hydrologischen Folgen der Verkarstung mit dem Verschwinden von Flüssen und Bächen und deren Zutagetreten in Form von Karstquellen.

In den wechselfeuchten Subtropen, beispielsweise im Mittelmeerraum, gibt es außerordentlich sensible Ökosysteme. Das hängt u. a. mit der ausgeprägten Saisonalität der Naturprozesse zusammen. Funktionsfähige Ökosysteme vermögen normalerweise diese Prozesse auszugleichen und abzupuffern, z. B. den Ausgleich von Überfeuchtung im Winter und Austrocknung im Sommer, von Überhitzung und Abkühlung oder von Nährstoffmangel und Nährstoffangebot.

Aus Unkenntnis landschaftsökologischer Zusammenhänge und aus Profitstreben sind im Laufe von mehr als eintausend Jahren irreparable Landschaftszerstörungen im Mittelmeerraum zu verzeichnen. Verursacht wurden sie von den antiken Hochkulturen des Mittelmeerraumes (Griechenland, Rom), von den mittelalterlichen und frühneuzeitlichen Zentren (Spanien, Portugal, Italien) im Zusammenhang mit dem Holzbedarf für den Schiffsbau (Entdeckungs- und Unterwerfungsreisen), von der Schafzucht für die aufstrebende Textilindustrie und in der Gegenwart im Zusam-menhang mit der touristischen Überfrachtung. Die Zerstörung der Landschaft begann mit der Abholzung der ursprünglichen Wälder. Sie setzte sich mit erosivem Bodenabtrag fort und erreichte heute mit der Bebauung und Versiegelung großer ökologisch wertvoller Flächen einen vorläufigen Höhepunkt.

Meeresspiegelschwankungen können von sehr unterschiedlicher Dauer sein und vielfältige Ursachen und Wirkungen besitzen. Zu den bekanntesten gehören die Meeresspiegelschwankungen im Eiszeitalter, die durch den Wechsel von Kalt- und Warmzeiten bedingt waren. Wesentlich kurzfristiger und in ihren Wirkungen begrenzter sind durch plattentektonische Aktivitäten (untermeerische Beben und Vulkanausbrüche) ausgelöste Wellen im Ozean, die sogenannten Tsunamis.

Meteoriten sind außerirdische Kleinkörper, die die Erdoberfläche, ohne zu verglühen, in festem Zustand erreichen. Die Abbremsung der kosmischen Geschwindigkeit erfolgt unter Schallphänomenen und Lichterscheinungen. Zu den Letzteren gehören Meteore, Sternschnuppen, Feuerkugeln und Boliden. Die im freien Fall ankommenden Meteoriten erzeugen Einschlaglöcher auf der Erdoberfläche. Dagegen sind die Einschläge außerirdischer Körper mit kosmischer Geschwindigkeit auf die Erdoberfläche landschaftsformend. Es bilden sich Meteoritenkrater mit globalen, regionalen und lokalen Auswirkungen. Beispiele dafür sind der Vredefort-Krater, das Nördlinger Ries, der Chicxulub-Krater, das Tunguska-Ereignis und der Arizona-Krater. Weitere Angaben beziehen sich auf die Herkunft der Meteoriten, das Meteoritenalter und die Meteoritengefahr für den Menschen. Es werden Aussagen zur Trefferwahrscheinlichkeit von Asteroiden und Kometen gemacht.

Die Ostsee wird als Epikontinental- oder Randmeer des Atlantiks bezeichnet. Ein solches Randmeer kennzeichnet ein weitaus geringerer Salzgehalt als im Weltozean. Ende der letzten Eiszeit entstanden, hat die Ostsee bereits eine wechselvolle Geschichte erlebt. Ihr Zustand wechselte zwischen dem eines Süßwassersees und dem eines schwach salzigen Meeres. Wir wissen heute nicht, wie sich die Ostsee weiter entwickeln wird. Das kleine Randmeer ist stark von der Zufuhr sauerstoffreichen Wassers aus der Nordsee abhängig. Gelangt zunehmend weniger Nordseewasser in die Ostsee, könnte sie sich nicht nur wieder zu einem Süßwassersee wandeln. Vielmehr würden sich die tiefen Becken der Ostsee zu lebensfeindlichen sauerstofffreien Regionen entwickeln.

In der antarktischen und abgeschwächt auch in der arktischen Stratosphäre kommt es jedes Jahr am Ende des Winters bis ins Frühjahr hinein zu einem starken Abbau von Ozon. Diesen Prozess, der durch Abbauprodukte von Fluorchlorkohlenwasserstoff (hauptsächlich Chlor) ausgelöst wird und der von Jahr zu Jahr auf immer größere Flächen einwirkt, bezeichnet man als Ozonloch. Der Abbau von stratosphärischem Ozon führt zu einer verstärkten UV-Einstrahlung auf der Erdoberfläche, die beim Menschen vielfältige Gesundheitsschäden (z. B. Hautkrebs) auslösen kann.

In der bodennahen Luftschicht kann besonders im Sommer das Zusammenwirken von Stickoxiden und UV-Strahlung zur verstärkten Ozonbildung (Ozonsmog) führen. Diese bodennahe Ozonverstärkung ist ebenfalls gesundheitsschädlich. Außerdem steht sie in einem ursächlichen Zusammenhang mit Waldschäden.

Es gibt Pflanzen mit einem speziellen Nährstoffbedarf bzw. mit sehr speziellen Ansprüchen an ihren Standort. Insofern kann das Vorhandensein solcher Pflanzen bestimmte Qualitäten des Bodens an ihrem Standort anzeigen. Man bezeichnet solche Pflanzen deshalb als Zeigerpflanzen. Bekannte Zeigerpflanzen sind die Brennnessel, die Hortensie, Leguminosen und Sukkulenten.

Die großräumige Reliefgliederung der Erde kann unter mindestens zwei unterschiedlichen Gesichtspunkten betrachtet werden, unter dem Gesichtspunkt der Morphotektur und unter dem Gesichtspunkt der aktuelle exogenen Morphodynamik. Bei beiden bewirken jeweils sehr unterschiedliche Ursachen und Prozesse die Formung der Oberflächengestalt der Erde. Morphotektonische Reliefeinheiten sind für die Großgliederung der Erde in Kontinente und Ozeane mit ihren Untergliederungen kennzeichnend und werden durch plattentektonische Prozesse bzw. endogene Kräfte verursacht. Die exogene Morphodynamik stellt die Prozesse der aktuellen Formung des Reliefs der Festländer durch erdäußere Kräfte, die vor allem durch klimatische Bedingungen gesteuert werden, in den Vordergrund. Beide Gliederungen stellen folglich unterschiedliche Sachverhalte heraus und erklären die Entstehung der unterschiedlichen Formen des Reliefs der Erde.

Riesenströme sind große Flüsse, die entweder

• nach ihrer Länge,
• nach ihrem Einzugsgebiet oder
• nach ihrer Abflussmenge

zu den größten der Erde gehören.

Unter diesen Gesichtspunkten gibt es 30 Riesenströme, die ein Drittel der Erdoberfläche entwässern und von denen fast die Hälfte des Wassers aller ins Meer mündenden Flüsse geführt wird.

In Abhängigkeit von klimatischen Bedingungen vollziehen sich in den meisten geografischen Zonen die Naturprozesse jahreszeitenabhängig. Man spricht von der Saisonalität der Naturprozesse. Sie äußert sich in einem jeweils charakteristischen Jahresgang der Temperatur, damit auch in einem Jahresgang des Klimas, und ist mit auffälligen Aspektwechseln der Vegetation verbunden.
Deshalb sind in den Jahreszeiten Frühjahr, Sommer, Herbst und Winter unter anderem die geoökologischen Prozesse der Bodenbildung, der Grundwasserneubildung, der Abflussbildung, der Bodenerosion sowie die biologischen Prozesse Assimilation, Blühen und Knospung, Reifung und Fortpflanzung usw. unterschiedlich ausgeprägt.

Die Savanne ist die hauptsächlichste Vegetationsformation der wechselfeuchten Tropen mit sommerlichen Regen- und winterlichen Trockenzeiten. In dieser Zone ist es in der Regel recht warm, und es gibt keinen Frost. Das äußere Bild der Savanne wird von Gräsern mit unregelmäßig eingestreuten Bäumen und Sträuchern geprägt. Mit zunehmender Trockenheit wird der jahreszeitliche Wechsel von trockenkahlen und regengrünen Holzgewächsen deutlicher. Viele Pflanzen haben sich an die zeitweilige Trockenheit durch die Ausbildung spezieller Merkmale (Sukkulenz, Hartblättrigkeit, Blattabwurf, Dornigkeit) angepasst.
In Abhängigkeit von der unterschiedlichen Niederschlagsmenge, Feuchteversorgung und Nutzung gibt es auch unterschiedliche Savannentypen: Feuchtsavanne, Trockensavanne, Dornbaum- und Dornstrauchsavanne, die oft auch Regionalnamen tragen (Campos, Miombo, Llanos). Die Böden der Savannengebiete sind entsprechend der klimagesteuerten unterschiedlichen Bodenprozesse differenziert.

Während des Kreislaufs der Gesteine bilden sich aus den Ausgangsmaterialien der vorhergehenden Gesteine immer wieder neue Gesteine: Aus dem aufsteigenden Magma entstehen in und an der Oberfläche der Erdkruste Tiefengesteine und Oberflächen- bzw. vulkanische Gesteine. Durch Verwitterung bilden sich aus den Verwitterungsprodukten dieser Gesteine die Sedimentgesteine. Geraten magmatische und Sedimentgesteine in tieferen Teilen der Erdkruste unter hohen Druck und hohe Temperaturen, wandeln sie sich in metamorphe Gesteine um.