Zusatzinfos und Lösungen für Lehrkräfte
Diese Lerneinheit beginnt mit einem Quiz, in dem die Schüler*innen ihr Wissen rund um unser
Sonnensystem testen und auffrischen können. Sie lernen die Planeten und ihre Eigenschaften
kennen und fassen alles auf einem Lernposter zusammen. Mit diesem Wissen konstruiere sie ihr
eigenes Modell vom Sonnensystem. Mit Hilfe einer Infobox zum Thema „Leben auf dem All?“
diskutieren sie in der Klasse die Frage, ob irdisches Leben im Weltall möglich ist.
Bearbeitungsdauer: 3 - 4 Unterrrichtsstunden
Benötigtes Material: Hilfestellungen für das Quiz, TinkerSchool Lizenz, Eingabegerät, Schreibutensilien
Inhalt:
- Wissenswertes rund um unser Sonnensystem
- Konstruktion eines Sonnensystems
- Irdisches Leben nicht nur auf der Erde?
Lernziele:
- Die SuS können den Aufbau des Sonnensystems beschreiben.
- Die SuS kennen die wesentlichen Eigenschaften ausgewählter Planeten und des Mondes (Recherche) und können diese mit der Erde vergleichen.
- Sie können den Aufbau des Sonnensystems mit Hilfe einer digitalen Visualisierung (Digitaler Baukasten) darstellen und erläutern.
- Sie können Bedingungen für irdisches Leben auf anderen Objekte des Sonnensystems diskutieren.
- Sie können die Besonderheiten des Planeten Erde als Lebensraum im Sonnensystem erklären und bewerten.
- Sie wissen um die Bedeutung der Keplerschen Gesetze.
Lizenz: Du darfst diese Lerneinheit unter Angabe des Urhebers teilen und verändern (zu gleichen Lizenzbedingungen). Erfahre mehr dazu unter: https://creativecommons.org/licenses/?lang=de
Dieser Kurs beginnt mit einem Quiz, in dem du dein Wissen rund um unser Sonnensystem testen kannst. Du lernst die Planeten und ihre Eigenschaften kennen und fasst alles auf einem Lernposter zusammen. Mit diesem Wissen konstruierst ein eigenes Modell des Sonnensystems im Digitalen Baukasten.
Welche der abgebildeten Himmelskörper sind keine Planeten?
Sonne: Die Sonne ist ein Stern und bildet das Zentrum unseres Sonnensystems.
Mond: Der Mond umkreist die Erde. Neben dem Erdmond gibt es weitere Monde in unserem Sonnensystem, z.B. die 16 Jupiter-Monde.
Pluto: Pluto galt lange als neunter Planet unseres Sonnensystems. 2006 wurde er als Zwergplanet eingestuft und zählt seitdem nicht mehr zu den Planeten.
Rotationsdauer:
So lange braucht der Planet, um sich einmal um sich selbst zu drehen.
Umlaufzeit:
So lange braucht der Planet, um die Sonne einmal zu umkreisen.
Name des Planeten
Aussehen u. Besonderheiten
Zahlen:
1
Merkur
grau, an der Oberfläche sieht man viele Krater;
keine Atmosphäre; besteht aus Gestein;
Umlaufzeit: 88 Tage
Rotationsdauer: 234 Tage
Durchmesser: 4878 km
Temperatur: 450°C
Anzahl Monde: 0
2
Venus
rot;
hellster Stern am Abendhimmel
Umlaufzeit: 224 Tage
Rotationsdauer: 243 Tage
Durchmesser: 12 110 km
Temperatur: 500°C
Anzahl Monde: 0
3
Erde
blau, von weißen Wolken umgeben;
Atmosphäre aus Sauerstoff und anderen Gasen; Wasser und Lebewesen vorhanden
Umlaufzeit: 365 Tage
Rotationsdauer: 24 Stunden
Durchmesser: 12757 km
Temperatur: 50°C
Anzahl Monde: 1
4
Mars
gelb-braun,
Wüste, Vulkane, Staubstürme, früher gab es Wasser;
Umlaufzeit: 687 Tage
Rotationsdauer: 24 Stunden u. 37 Minuten
Durchmesser: 6788 km
Temperatur: -30°C
Anzahl Monde: 2
5
Jupiter
helle und dunkle Streifen;
Gasplanet;
Der große rote Fleck (das rote Auge
) ist ein Wirbelsturm.
Umlaufzeit: 12 Jahre
Rotationsdauer: 10 Stunden
Durchmesser: 143 000 km
Temperatur: -150 °C
Anzahl Monde: 16
6
Saturn
gelb-braun, von Ringen umgeben;
Gasplanet;
Umlaufzeit: 29 Jahre
Rotationsdauer: 10 Stunden
Durchmesser: 120 000 km
Temperatur: -170°C
Anzahl Monde: 24
7
Uranus
hellblau
Gasplanet; dicht und grünlich schimmernde Atmosphäre;
Umlaufzeit: 87 Jahre
Rotationsdauer: 17 Stunden
Durchmesser: 51 000 km
Temperatur: -210°C
Anzahl Monde: 15
8
Neptun
blau (etwas dunkler als Uranus);
Gasplanet; großer, dunkler Fleck in der Mitte ist ein riesiger Wirbelsturm;
Umlaufzeit: 165 Jahre
Rotationsdauer: 18 Stunden
Durchmesser: 49 500km
Temperatur: -230°C
Anzahl Monde: 8
Die Lösung zu dieser Aufgabe findest du am Ende dieser Lerneinheit
IST LEBEN IM ALL MÖGLICH?
Die Forschung befasst sich schon seit langer Zeit intensiv mit der Frage, ob außerirdisches Leben auf anderen Planeten außer der Erde existiert. Dabei werden Planeten auf ihre Lebensfreundlichkeit überprüft, u.a. auch welche die andere Sterne
umkreisen. So wird zum Beispiel unter dem Jupiter-Mond Europa Wasser unter der Erdkruste vermutet.
Forscher*innen sprechen bei dieser Diskussion über die Bausteine des Lebens. Der NASA ist es sogar gelungen im Labor Vorstufen dieser Bausteine herzustellen – die Substanz Uracil. Die Existenz dieser Bausteine wird heute nicht mehr angezweifelt, ob es jedoch auch andere Lebewesen im All gibt gilt als eines der großen Rätsel der Weltraumforschung. Laut einer Schätzung der NASA müsste jeder fünfte sonnenähnliche Planet Ähnlichkeiten mit unserer Erde aufweisen. Und das wären Milliarden! Unsere Erde wird oft als Sonderfall beschrieben, bei dem viele Umstände zusammenkamen, sodass das Leben wie es heute existiert, möglich gemacht wurde. Diese Theorie nennen wir Rare-Earth-Hypothese
.
BEDINGUNGEN FÜR EINEN LEBENSFREUNDLICHEN PLANETEN
Ebenso spielt die Größe des Planeten eine wichtige Rolle. Zu kleine Planeten können eine zu geringe Schwerkraft aus, sodass ihre Gashülle ins All verschwinden würde und es somit keine Luft zum Atmen gäbe. Es muss also die Bedingung gegeben sein, eine Atmosphäre an sich zu binden. Tag- und Nachtzeit sowie Jahreszeiten müssten auf dem Planet möglich sein. Das geht nur unter der Voraussetzung einer Rotation um die eigene Achse. Weiterhin sollte es ein Magnetfeld geben, damit tödliche kosmische Strahlung abgewehrt werden kann.
Der Astrophysiker Frank Drake hat im Jahr 1960 die sogenannte „Drake-Gleichung“ aufgestellt – ein erster Versuch, um abzuschätzen, wie viele erdähnliche Planeten möglich sind. Neuere Verfahren sind mittlerweile in der Lage diese Planeten aufzuspüren und haben schon mehrere tausend Exponate gefunden.
BISHERIGE FUNDE
In unserem eigenen Sonnensystem ist die Erde der einzige Planet, der ideal in der Lebenszone der Sonne liegt. Aber auch der Mars wäre für einfache Lebensformen geeignet. Es werden regelmäßig sogenannte Mars-Rover zu dem Planeten geschickt, um dies zu untersuchen. Heute weiß man, dass es dort jedenfalls einmal flüssiges Wasser gab. Das kann man an ausgetrockneten Flussbetten erkennen. Unter einigen Jupiter-Monden wird spekuliert, dass es dort richtig heiß sein könnte. Durch eine gewaltige Anziehungskraft zu den umliegenden Monden entsteht Reibungshitze. Besonders der Jupiter-Mond Europa, den wir zu Beginn schonmal angesprochen haben, ist von großem Interesse für die Forschung. Es wird vermutet, dass unter der Eiskruste ein gigantischer Ozean zu entdecken ist.
Ein weiterer Mond könnte lebensfreundlich sein: Der Enceladus. Dieser gehört zum Saturn und wurde ursprünglich als kalter lebensfeindlicher Mond angesehen. Doch dann die Sensation: Auf einem Bild einer amerikanischen Sonde erscheint der Mond selbst nur als schwarze Scheibe, weil sich die Sonne zu dem Zeitpunkt genau dahinter befand und das Gegenlicht alles andere überstrahlte. Und genau in diesem Lichtverhältnis hat man zischenden Wasserdampf entdeckt (ähnlich wie die Wasser-Fontänen auf Island).
ZUSAMMENFASSUNG
Zusammengefasst können wir sagen, dass außerirdisches Leben bisher nicht zweifelsfrei nachgewiesen werden konnte. Die Bausteine des Lebens scheint es jedoch an vielen anderen Orten im Weltall zu geben. Eine wichtige Voraussetzung ist die Temperatur. Bewegt sich ein Planet zu nah oder zu fern von einem Stern, ist die Temperatur nicht gemäßigt genug für ein mögliches Leben. Diese Temperatur bestimmt dann auch in welcher Form das Wasser vorzufinden wäre – optimalerweise in flüssiger Form. Bei zu warmen Temperaturen würde es sonst einfach verdampfen, bei zu kalten durchgehend zu Eis gefrieren.
Es gibt eine Reihe haptischer Modelle unseres Sonnensystems, die in Form eines Orrerys oftmals sogar beweglich sind. Soll das Sonnensystem damit allerdings explizit maßstabsgetreu dargestellt werden, stößt man dabei schnell auf das Problem, dass sich die Größen und die Abstände der einzelnen Himmelskörper nur schlecht gemeinsam darstellen lassen: In einem kompakten Tischmodell wären die Planeten nicht mehr erkennbar, wenn sie zum Durchmesser ihrer jeweiligen Umlaufbahn passen müssten. Schon ein Größenvergleich der Planeten zueinander bzw. mit der Sonne ist nicht immer leicht zu bewerkstelligen.
Modelle, bei denen auf deshalb auf die korrekten Verhältnisse verzichtet wird, erzeugen dann in Folge allerdings oftmals Fehlvorstellungen über die Dimensionen in unserem Sonnensystem.Planetenwege dagegen sind per definitionem so gestaltet, dass die Abstände der Planeten zur Sonne und zueinander im richtigen Maßstab dargestellt sind. Sollen die kleinen Gesteinsplaneten beispielsweise im Modell aber gut erkennbar bleiben und eine Größe von einem Zentimeter und mehr haben, wird der Planetenweg schnell mehrere Kilometer lang und ist nur noch mit größerem Zeitaufwand zu erwandern. Einige Planetenwege greifen daher auf zwei verschiedene Maßstäbe für die Größen der Himmelskörper und die Abstände zurück, was insbesondere jüngeren Schülern und Schülern nur schwer zu vermitteln ist.
Himmelskörper
Größe im Modell
Abstand von der Modellsonne
Sonne
30 cm
Merkur
Venus
Erde
Mars
Jupiter
Saturn
Uranus
Neptun
1 mm
3 mm
3 mm
2 mm
3 cm
2,5 cm
1 cm
1 cm
12 m
23 m
31 m
48 m
165 m
300 m
600 m
950 m
Proxima Centauri
Sirius
Polaris
(4,5 cm)
(50 cm)
(11 m)
8600 km
18 000 km
730 000 km
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