Was sind Erdsystemstudien?

Was ist ESS?

Die systemwissenschaftlichen Grundlagen, die auf allen Bildungsebenen studiert und entwickelt wurden, und die grundlagenwissenschaftlichen Praktiken haben ihre Anwendung in der Erdsystemwissenschaft (ESS) gefunden. Wechselwirkungen zwischen Wasser, Eis, Gestein, Lebewesen und Atmosphäre der Erde geben ein umfassendes Bild eines Modells, in dem verschiedene Prozesse in der Natur unter der in den Naturwissenschaften gebräuchlichen Terminologie wie Chemie, Physik, Biologie und Mathematik beschrieben werden können.

Zusammenspiel der Bestandteile der Erde

Ein integraler Ansatz der Erdsystemwissenschaft umfasst auch die Sozialwissenschaften, einschließlich so unterschiedlicher Bereiche wie Ökologie, Soziologie und Ökonomie. Im Jahr 1985 verglichen japanische Wissenschaftler die Erdsystemwissenschaften mit einem Haus, das in der Vierjahreszeitzone gebaut wurde, und stellten fest, dass nicht nur das, woraus das Haus gebaut wurde, sondern auch alle Faktoren, die das Bauen beeinflussen, daran beteiligt sind, ob und nicht zuletzt die Verhaltensmuster der Bewohner zu ändern sind als Gesamtsystem berücksichtigt. Die Wechselwirkung zwischen den Erdkugeln wie Atmosphäre, Hydrosphäre, Kryosphäre, Geosphäre, Pedosphäre, Biosphäre und Magnetosphäre ist Gegenstand des Wissens darüber, wie die Erde als integriertes System behandelt werden kann.

Wernadskis Beitrag

Die wissenschaftlichen Forschungen der Vergangenheit konzentrierten sich hauptsächlich auf Aspekte wie das Alter der Erde und die Prozesse der Bildung von Bergen und Ozeanen. Daher begannen Untersuchungen des antiken Erdsystems auf dem Gebiet der Geologie, zunächst in China und im Nahen Osten. In der zeitgenössischen Wissenschaft unternahm der russisch-ukrainische Wissenschaftler Vladimir Vernadsky (1863-1945) den ersten Versuch, das Wechselwirkungsmodell von Erdprozessen zu erklären. Er betrachtete die Biosphäre als eine geologische Kraft, die lebt und sich zu verschiedenen Lebensformen entwickelt. Zwanzig Jahre nach Vernadskys Tod postulierte James Lovelock, dass die Biosphäre eine regulierende Rolle bei den Kommunikationsmechanismen im Erdsystem spielt, das Konzept, das er "Earth Feedback Hypothese" nannte. Mit der Verfügbarkeit von Computertechnologien entwickelte sich die Systemwissenschaft Ende des 20. Jahrhunderts über andere Wissenschaften hinweg. Dies führte zur Entwicklung von Klimamodellen, die interaktive Klimasimulationen in verschiedenen Regionen der Erde ermöglichten.

Die Rolle der NASA

Als separate Studie begann ESS 1983 mit der Gründung des Earth System Science Committee innerhalb der NASA. Das Buch mit dem Titel A Closer View (1988) enthielt umfassende Analysen zur Entwicklung der Erdsystemwissenschaften, wobei die zivilisatorischen Auswirkungen hervorgehoben wurden wuchs in den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts rasant. Das Buch kommt zu dem Schluss, dass die Erdsystemwissenschaft darauf abzielt, das Klimasystem der Erde besser zu verstehen, zu beschreiben und zu modellieren.

Wenn man die Wechselwirkungen zwischen den Erdkugeln und die Ereignisse im Ökosystem versteht, kann man die Ergebnisse der Ereignisse vorhersagen. Vorhersagen zu können, ist besonders hilfreich, wenn umfangreiche Bauprojekte in der Anfangsphase sind. Die Nachfrage nach Klimaberichten und Klimawandelprozessen in der jeweiligen Region spielt eine zentrale Rolle bei der Projektierung von Anlagen, Staudämmen, Wasserkraftwerken oder Kernkraftwerken.

Das Klimasystem der Erde zeigt das gesamte Planetensystem der Wechselwirkung zwischen Lithosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre und Atmosphäre. Somit kann es projiziert oder als Vorlage zur Beschreibung ähnlicher Prozesse in anderen Fächern der Erdsystemwissenschaft verwendet werden. Zusätzlich zu den oben erwähnten vier Kugelwechselwirkungen untersucht das zeitgenössische ESS sechs Hauptwechselwirkungen, die zwischen den Erdkugeln auftreten:

Lithosphäre - Hydrosphäre

Lithosphäre - Biosphäre

Lithosphäre - Atmosphäre

Hydrosphäre - Biosphäre

Hydrosphäre - Atmosphäre

Biosphäre - Atmosphäre