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Entstehung der Planeten

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Entstehung der Planeten

Beitrag von gravi » 25. Sep 2006, 18:52

Hallo Freunde,

mir ist da eine recht interessante Frage untergekommen, über die man eigentlich kaum oder selten nachdenkt.

Wieso haben sich die festen Bestandteile der Urnebelwolke zu den Planeten angesammelt (und den vielen Kleinkörpern), während die großen Körper des Sonnensystems (Sonne, Gasplaneten) überwiegend aus Gas bestehen?

Gab es da vielleicht einen bestimmten Separationsmechanismus?

Irgendein Vorgang muss doch die "schweren" von den leichten Substanzen getrennt haben.

Wer kennt die Lösung?

Ich habe zwar selbst eine Vorstellung, wie das "gesteuert" wird, würde aber gerne auch andere Meinungen hören (meine Lösung liegt in meinem Nickname :wink: )

Gruß
gravi
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Beitrag von msueper » 25. Sep 2006, 19:15

Hallo,
die Lösung kennt keiner. Zumindest habe ich noch keine gelesen...

Meine Vorstellung:

-1- es bilden sich keine Klumpen in der Scheibe um die noch dunke Protosonne. Der kosmische Stau ist klebrig ;-)
-2- Klumpen reiben sich an der sie umgebenden Akkretionsscheibe und bewegen sich deshalb langsam auf die Sonne zu.
-3- Die Scheibe ist in der Nähe ihres Zentrums am massereichsten.
-4- Die Brocken wachsen, weil wie wie Packman alles auf dem Weg auffressen und zusätzlich anderen kleinen Brocken mit geringer Geschwindigkeit gerammt und so vereinigt werden.
-5- Einige Brocken haben Pech und werden zertrümmert bzw. wieder verkleinert durch die Aufschläge.
-6- Die Sonne "zündet" und beginnt alles Material im Inneren weg zu drücken durch den Sonnenwind.
-7- Die innersten Planeten hören weitgehend auf zu wachsen, nachdem kein Material mehr in ihrem Bereich liegt.
-8- Die Äusseren wachsen noch etwas weiter. Einige werden dabei so groß, dass sie nun durch ihre Gravitation massiv Masse anziehen und eine eigene Akkretionsscheibe ausbilden. Dort formen sich dann die Monde. Die Wärmestrahlung des Groß-Planeten wirkt wie der Sonnenwind und treibt die leichten Teilchen weg nach aussen.
-9- Praktisch ist nun alle Masse verbaut. Auf die größeren Brocken fallen nun langsam alle verbliebenen Zwergobjekte herab, bis der Bereich um die größeren völlig frei ist.
-10- Ausserhalb der Gavitativenwirkung der Großen, verbleiben die kleinen an ihrem Ort (Asteroidengürtel und Kuipergürtel).

Die Verteilung der chem. Elemente ergibt sich dadurch, dass die inneren eher aufhörten zu wachsen und nicht "dick" genug geworden sind, die leichtesten Gase zu halten. Die Gasriesen konnten länger wachsen, weil der Sonnenwind in ihrer Gegend erst später alles Material weggefegt hat. Die Sonnenhitze hat ein übriges getan und diesen Effekt verstärkt.
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Beitrag von Maclane » 25. Sep 2006, 19:49

Hmm gravi.. was meinst du mit: "meine Lösung liegt in meinem Nickname"?

Denkst du da etwa an das Prinzip der Zentrifuge, wo man z.B. Feststoffe von Flüssigkeiten trennen kann?
Aber so schnell dürfte sich die Scheibe kaum gedreht haben. Zumal ja in einer Zentrifuge die Feststoffe nach außen getrieben werden.

Vielleicht meinst du aber auch was anderes?

Ich glaube, Martin hat schon die beste Erklärung geliefert. ;)

Gruss Mac
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Beitrag von Stephen » 25. Sep 2006, 22:14

Hallo,

nachdem riesige Gasplaneten in umittelbarer Nähe einer (ihrer) Sonne gefunden worden sind, hat man die Meinung über die Entstehung von Planeten tatsächlich völlig neu überdacht. Sowohl bei jungen (Namen sind mir i.A. leider entfallen) als auch sehr alten (Tau Ceti) Sonnensystemen wurden erhebliche Diskrepanzen zu "unserem" Sonnensystem entdeckt. Eine Meinung ist, dass eine Sonne genau in dem richtigen Abstand an "uns" vorbeigezogen ist (als eine Art Staubsauger) und dafür gesorgt hat, dass hier alles anders verlaufen ist, als im Normalfall.

Eigentlich sträube ich mich dagegen, dass unsere Erde ein Sonderfall ist. Könnte aber so sein...

Gruß, Steffen
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Beitrag von msueper » 25. Sep 2006, 23:47

und zusätzlich können Gas-Riesen auch wie Sonnen entstehen, d.h. durch gravitativen Kollaps der Ursprungswolke. Nur bleiben sie halt eben zu klein, um eine Sonne zu werden. Weshalb es auch Planeten z.B. in M13 gibt. Obschon M13 und andere Minigalaxien im Halo viel zu alt für schwere Elemente ist.

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Beitrag von gravi » 26. Sep 2006, 19:04

Zunächst einmal Danke für Eure Ansichten!

Was ich eigentlich im Hinterkopf hatte ist dies:

Ich könnte mir vorstellen, dass die Gravitation eine entscheidende Rolle spielt. Kleine Körper wie Erde oder Venus sind gerade einmal in der Lage eine dünne Atmosphäre zu halten. Dazu besteht diese meist aus relativ schweren Gasen. Noch kleinere Körper sind dazu gar nicht imstande.

Wenn sich jedoch größere Massen ansammeln können, ist der Planet auch in der Lage, große Gasmengen gravitativ an sich zu binden. Jupiter hat z.B. einen festen Kern von min. etwa 10 Erdmassen und damit eine entsprechend höhere Anziehungskraft. So konnte er im Laufe der Entwicklung immer mehr Gas ansammeln, welches dann ja auch noch zur Masse beitrug.

Hinzu kommt natürlich noch der Effekt, dass in den Außenbereichen des Sonnensystem die Temperaturen niedrig sind, so dass Gase sogar auskondensieren können und damit noch weniger flüchtig sind.

Martin hat auch Recht damit, dass der erste starke Sonnenwind die inneren Bereiche leergefegt hat, hier konnten die Körper dann keine weitere Materie mehr aufsammeln, in den Außenbereichen war die Wirkung entsprechend schwächer.

Aber bitte, das ist keine gültige Theorie, sondern nur eine einfache Überlegung meinerseits. Ich lasse mich da gern eines Besseren belehren... :wink:


Und wie Steffen schon sagte, weisen die Funde extraterrestrischer Riesenplaneten in extremer Sonnennähe darauf hin, dass unsere ganze schöne "Planetenentstehungsphysik" einer kleinen Korrektur bedarf.
Hier bin ich vorerst der Meinung, dass die Gasriesen nicht in direkter Sonnennähe entstanden sein können, sondern dass sie vielleicht durch Bahnstörungen dorthin befördert wurden oder sogar von anderen Sonnen "gemopst" wurden.

Gruß
gravi
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Beitrag von Stephen » 27. Sep 2006, 17:45

Hallo,

ich wollte Euch gerade einen Link zu einem zum Thema gehörenden Video senden, aber leider wird das Wörtchen a-l-p-h-a als alpha dargestellt und somit funktioniert das leider nicht...

Gemeint war die Sendung von Prof. Lesch vom 24.05.2006 ("Was ist im Tau-Ceti-System los?").
Startseite: http://br-online.de/

Wie oben erwähnt - sowie ein alp.ha (ohne Pünktchen) im Link erscheint, wird es zum alpha und die Weiterleitung zur eigentlichen URL haut nicht mehr hin...

Hier der fehlerhaft generierte Link:
http://br-online.de/alpha/centauri/archiv.shtml

@Gravi: Nach Kenntnisnahme bitte diese Nachricht löschen :wink:

Gruß, Steffen
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Beitrag von msueper » 27. Sep 2006, 19:06

Hallo,
ich glaube eh nicht, dass die Planeten da entstanden sind, wo sie heute kreisen, sondern alle mehr oder weniger weiter draussen.
Da alle Planeten angewachsen sind und zudem eine Reibung mit der Scheibe bestand, sind sie alle nach und nach auf die Sonne zugewandert.
Ich persönlich schätze, dass wenn Gasriesen nahe an ihrer Sonne sind, dann
-1- gab es ein Unglück, was den Gasriesen nach innen versetzte
-2- der Kern des Gasriesen war sehr rasch sehr groß geworden und wanderte zudem schnell nach innen, er blieb, wo er war, als der Sonnenwind einsetzte.

Ich halte -2- für den Hauptgrund von "Hot Jupiter"-Planeten. D.h. der Planet wuchs rascher als Jupiter und die fremde Sonne "zündete" später.
Martin

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Beitrag von Stephen » 27. Sep 2006, 19:34

@Martin:

In unserem Sonnensystem glaub ich schon, dass die Planeten (in etwa) dort entstanden sind, wo sie jetzt kreisen. Deine Argumentation am Anfang dieses threads war nämlich sehr stichhaltig und logisch :wink:

Was die exorbitante Nähe von extraterrestrischen Gasplaneten zu ihren Sonnen betrifft: Im Gegensatz zu Bandenchef Egon Olsen habe ich da keinen Plan. Zumindest dürften die von Newton ausgearbeiteten Gravitationsgesetze - wie schon einmal angesprochen - zu gewissen Zeiten ihre Gültigkeit verlieren müssen. Zum Beispiel beim Vorüberziehen einer anderen Sonne...
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Beitrag von gravi » 27. Sep 2006, 19:49

@ Steffen:

Danke für Deinen Hinweis!

Ich lasse Dein posting mit dem Link mal stehen, denn ich habe die Smiliy- Bezeichnung ein wenig abgeändert. Jetzt erscheint das alpha- Zeichen nicht mehr automatisch, wenn man das Wort ausschreibt.

Ich bin auch der Meinung, dass die Planeten in etwa dort entstanden, wo sie sich befinden. Im Gegenteil, durch die Gezeitenkräfte, die von der Sonne ausgeübt werden, dürften sie eher nach außen driften.

Bei den extrem nahen Exo- Gasriesen wird wohl irgendeine Katastrophe oder Störung die Annäherung an die Sonne verursachen - anders kann ich mir das im Moment eigentlich nicht vorstellen.

@ Martin:

Wenn diese schweren Kerne schnell anwachsen - was ja sein könnte - und gleichzeitig schnell nach innen wandern, dürften sie kaum ihr riesigen Gasmengen angesammelt haben. Innen ist es zu heiß dafür (bei hohen Temperaturen ist Gas durch den hohen Dampfdruck extrem flüchtig), den Rest dürfte der Sonnenwind besorgen. Ist aber nur meine bescheidene Meinung :wink:

Gruß
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Beitrag von msueper » 28. Sep 2006, 17:18

gravi hat geschrieben:@ Steffen:



Wenn diese schweren Kerne schnell anwachsen - was ja sein könnte - und gleichzeitig schnell nach innen wandern, dürften sie kaum ihr riesigen Gasmengen angesammelt haben. Innen ist es zu heiß dafür (bei hohen Temperaturen ist Gas durch den hohen Dampfdruck extrem flüchtig), den Rest dürfte der Sonnenwind besorgen. Ist aber nur meine bescheidene Meinung :wink:
sag ich ja, der Sonnenwind hat später eingesetzt in meiner Vorstellung, z.B. weil die Sonne sich noch nicht "wirklich ausgebildet" hatte, als die ersten Planeten zu wachsen begannen...

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Beitrag von gravi » 28. Sep 2006, 18:33

Das mag sein, ich will das nicht gänzlich ausschließen.

Immerhin ist jedoch das Zentrum des Geschehens immer das heißeste, weil hier die Kontraktion und damit die Materiedichte am höchsten ist. Es ist natürlich möglich, dass zufällig in Sonnennähe größere Zusammenballungen auftraten. Aber das müsste dann eher die Ausnahme sein.

Die Gasriesen in Sonnennähe scheinen jedoch eher die Regel zu sein...

Gruß
gravi
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Beitrag von msueper » 28. Sep 2006, 20:32

Hallo Gravi,
tja, ob es vor der Zündung der Sonne (wenn man diesen Vorgang mal so nennen mag) schon heiss ist, ist für mich unklar. Generell wird ja unterstellt, das die Wolke kalt ist.

Man muss aber auch bedenken, dass System mit Hot-Jupitern leichter zu entdecken sind als solche mit kalten, wie bei uns. Der Grund ist simpel. Unser Jupiter lenkt die Sonne zwar auch etwas aus, aber die Periode der Auslekung ist schon arg lang. Da muss der Astronom lange gucken... Das mag die hohe Anzahl erklären im Vergleich.

Die Theorie mit den vorbeiziehenden Sonne ist ja schön und gut, aber

-1- die 2. Sonne würde den Planeten eher auf eine elliptische Bahn ziehen als näher an seine Hauptsonne "drücken".
-2- Auslenkungen von Kommeten und sonstigen Trümmern aus dem ehemaligen Randgebiet zwischen den Sonnen, die auf den "Jupiter" fallen, lenken den nur wenig ab. So ein "Jupiter" hat schon ein echtes Beharrungsvermögen.

Was aber bislang nicht betrachtet wurde in diesem Thread ist folgendes:
Wie verhält es sich, wenn es mehrere sich nahestehende "Jupiter" gibt? Die würden sich doch gravitativ beeinflussen und eine "brutale" Gezeitenwirkung aufeinander ausüben. In Konsequenz spirallieren alle "Jupiter" auf die Sonne zu. Ggf. ist, wo man nur noch einen "Jupiter" vorfindet, der 2. schon abgestürzt und der andere ist nur knapp entkommen...

Martin

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Beitrag von Stephen » 28. Sep 2006, 22:27

Hallo,

es ist eigentlich fast logisch, dass wir bis jetzt nur die eigentlich unlogische Konstellationen (Sonne + großer Gasplanet in unmittelbarer Nähe) entdeckt haben: Ist mit den zur Zeit zur Verfügung stehen Messmethoden natürlich wesentlich einfacher zu erkennen als ein "normales" Sonnensystem!

Von den bisher bekannten ca. 180 Exoplaneten darauf zu schließen, dass das der Normafall wäre, halte ich aus diesem Grund für etwas verfrüht.

Die Sache mit der vorbeiziehenden Staubsauger-Sonne kommt auch mir etwas konstruiert vor aber eine bessere Theorie gibts noch nicht :wink:

Gruß, Steffen
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Beitrag von gravi » 29. Sep 2006, 19:55

Ja, Martin und Steffen, Ihr habt ganz klar Recht damit, dass Planetensysteme leichter zu entdecken sind, wenn "fette" Planeten ganz schnell in Sonnennähe umlaufen.

Daraus auf die Normalität zu schließen, war sicherlich ein Fehler meinerseits :cry:

Wir können wohl bis zum St. Nimmerleinstag diskutieren, wie die dicken Bälle in Sonnennähe gekommen sind, eine schlüssige Lösung scheint sich da aber nicht anzubieten.

Ach so, die Temperaturen im Zentrum: Sicher sind die Molekülwolken, aus denen Sonnensysteme entstehen kalt. Zunächst!
Wenn sie aber kontrahieren, so wird es unweigerlich innen recht warm. Sogar so warm, dass die Kontraktion zum Erliegen kommt, wenn nicht von außen genügend Gravitationsdruck ausgeübt wird. Denn der Gasdruck steigt mit zunehmender Kontraktion innen immer mehr an, dabei geht auch die Temperatur hoch.

Letztendlich kann der Stern ja nur dadurch zünden, weil die Temperatur auf ein paar Millionen K gestiegen ist. Somit ist auch die weitere Umgebung des Sterns "gut warm"...

Viele Grüße
gravi
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Beitrag von msueper » 29. Sep 2006, 22:15

Hallo,
ich finde dieses Thema sehr spannend. Es ist z.z. mein Lieblingsthema, wenn man das so sagen will.

Habe mir heute beim Sport überlegt, ob erdähnliche Planeten um kleine Sonnen herum nicht tendentiell kleiner sein müssten als um größere.
Was mein Ihr dazu?

Damit die Diskussion aufkeimt, lasse ich mal meine "Theorien" noch aussenvor...
Martin

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Beitrag von Stephen » 30. Sep 2006, 00:19

Hallo,

zunächst kurze Korrektur: Bis September 2006 waren 208 Exoplaneten in 178 Sternensystemen bekannt - hatte das letztens verwechselt...

@Martin:
Was meinst Du mit kleinerer Sonne? Einen G-Stern mit schlankerem Durchmesser als unsere Sonne, Rote Zwerge oder leichtere Sterne?

Aus dem Material, was bis jetzt vorliegt, scheint keine Kombination ausgeschlossen bzw. unmöglich :wink:
Siehe hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Exoplanet# ... xoplaneten

Für Linkklickfaule :wink: : Der kleinste "gefundene" Planet hat 0,02 Erdmassen (umkreist allerdings einen Pulsar), der kleinste erdähnliche Planet besitzt 5 Erdmassen und umkreist einen Roten Zwerg in 2,6 AU in 10 Jahren...

Gruß, Steffen
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Beitrag von gravi » 30. Sep 2006, 19:26

Ich könnte mir vorstellen, dass alle denkbaren Kombinationen vorkommen können. Also richtig "fette" Planeten um kleine Sonnen, bis hin zu Miniplaneten um Riesensonnen (falls sie noch nicht von denen "verspeist" wurden).

Dass es eine feste "Regel" bei der Entstehung von Sonnensystemen geben könnte, kann ich mir eigentlich nicht vorstellen. Womit ich meine, dass kleine Sonnen nicht zwangsläufig auch kleine Planeten haben müssen.

Na, dann bin ich mal gespannt auf Deine Überlegungen, Martin!
Welchen Sport treibst Du eigentlich? Ich war gerade noch ein wenig Joggen... :wink:

Gruß
gravi
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Beitrag von Stephen » 1. Okt 2006, 06:44

Hallo!

Eine Zusatzfrage zur Planetenentstehung hätte ich da noch! Sehr oft lese ich, dass die Erdbahn ohne unseren Mond nicht stabil genug wäre. Stabil für was eigentlich genau? (ich tippe mal auf die Entstehung von Leben...)Die Venus hat auch keinen Mond und meines Wissens sind bei ihr keine wesentlichen Bahnabweichungen bekannt.

Mir ist natürlich schon klar, dass es ohne Luna keine Gezeiten etc. bei uns gäbe - aber braucht ein erdähnlicher und lebensspendender Planet unbedingt einen Mond???

Auf den ersten Blick klingt es sogar eher unlogisch, dass zwei Körper (Erde & Mond), die in relativ geringem Abstand voneinander Gravitonen "austauschen" eine stabilere Bahn um ihren Stern haben sollen als (relative) Einzelgänger (wie die angesprochene Venus). Wie gesagt, auf den "ersten" Blick :wink:

Meine endgültige Frage: Ist die Erde-Mond-Kombination nur eine irdische Lösung oder könnte sie auch überall im Universum bei Exoplaneten eine besondere Bedeutung spielen?

Gruß, Steffen
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Beitrag von msueper » 1. Okt 2006, 14:18

Hallo,
nein, es geht um die Neigung der Erdachse! Stell Dir das wie einen Kreisel vor:

ein Kreisel mit einem "dicken" Bauch rotiert viel besser und stabiler als einer mit einem "dicken" Kopf oder gar ein Kreisel, wie ein Bleistift.

Der Mond ist wie ein hoher Berg auf dem Äquator der Erde. Er bewirkt, das die Taumelbewegung der Erdachse relativ gering ist. Also ohne Mond wäre die Taumelbewegung der Erdachse stärker.

Diese Taumelbewegung führt zur Veränderung der Rotationspole relativ zur Drehung um die Sonne. Im Extremfalle könnte der Rotationspol auf den Äquator wandern, dann wäre es auf einer Seite immer hell, auf der anderen immer dunkel.
Martin

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Beitrag von Stephen » 1. Okt 2006, 18:24

Hallo,

@Martin: Ohne Mond hätte wir Menschen Deiner Meinung nach keine fließenden Übergänge der Jahreszeiten. Im Extremfall sogar gar keine mehr, weil sich die 26 Grad Bahnneigung irgendwann auflösen/ändern könnte...

Durchaus denkbar. Die Frage wäre dann, über welchen Zeitraum diese Entwicklung zu sehen ist...

Gruß, Steffen
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Beitrag von msueper » 2. Okt 2006, 14:52

Hallo,
huch, das sind aber mehr als 3 Wünsche auf einmal...

zum Sport: Laufen, Schwimmen, Radfahren
Aber immer sachte...

zum Mond:
Schau mal den Mars an, der Tharsis Rücken und sein höchster Berg der Mount Olymp liegen ziemlich genau auf dem Äquator. Warum? Naja, eine Theorie ist die der Polwanderung. Der Pol ist durch die Umwucht des Mount Olymp bedingt, gewandert, solange, bis der hohe Berg am Äquator stand und die Rotation nicht mehr störte.

Zu den Jahrenzeiten:
Nein, so ist das nicht gemeint. Die Taumelbewegung vollzieht sich nicht im Bereich von Monaten. Die theoretisch kürzesten Zeiten liegen im Bereich von Jahrhunderten (eher Jahrtausenden). So eine "echte Polwanderung" mag im Bereich von 50.000 Jahren liegen (meine Meinung). Sie ist jedenfalls rascher als die tektonische Bewegung (weniger als 1cm im Jahr).

Zu den Planetengrößen:
a) kleine Sonne => wenig Masse im System => kleine Akkretions-Scheibe
b) kleine Sonne => geringer Sonnenwind
Wenn der Sonnenwind zu Beginn unseres Systems viel geringer gewesen wäre, hätte die Erde bestimmt viel mehr Gase halten, bzw. aufsammeln können. Heute wäre sie dann eher sowas wie ein kleiner Jupiter.
Bei großen Sonnen könnte ich mir vorstellen, das auch größere Planeten als Gesteinsplaneten vorkommen können.
Martin

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Beitrag von gravi » 2. Okt 2006, 17:48

Was versteht Ihr denn jetzt unter der "Polwanderung"?

Ich vermute einmal, dass hier die Präzession gemeint ist, also die Taumelbewegung der Erdrotationsachse. Die braucht für eine Umdrehung 26 000 Jahre.

Gruß
gravi
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Beitrag von msueper » 3. Okt 2006, 08:14

hier was zur Polwanderung, die hat nichts mit der Taumelbewegung zu tun:
http://www.spiegel.de/wissenschaft/welt ... 74,00.html

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Beitrag von Stephen » 3. Okt 2006, 11:39

Danke, sehr interessanter Artikel! Leider steht nichts über die stabilisierende Rolle des Mondes bzgl. dessen zu lesen. Ich will nicht zu weit vom Thema abdriften, habe aber mal von einer Theorie erfahren, nach der - auf Grund dieser (echten) Polwanderung - manche Forscher die Antarktis mit dem sagenhaften Atlantis gleichsetzen.

Wünsche einen schönen Feiertag!
Steffen
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