Eine wunderschöne blau-weiße Kugel im Samtschwarz des Weltalls – solche Satellitenfotos prägen unser Bild vom Heimatplaneten. Vor rund viereinhalb Milliarden Jahren verdichtete sich eine Staub- und Gaswolke zu einem größeren Gebilde, das um eine recht junge Sonne rotierte. Ziemlich früh in der Erdgeschichte wanderten, bedingt durch die Schwerkraft, die schweren Bestandteile in die unteren, die leichten in die höheren Schichten des Jungplaneten, sodass sich nach und nach die Struktur der heutigen Erde herausbildete: ein metallischer Kern, umhüllt von silikatischem Gestein.

Die ältesten Gesteine sind kontinentalen Ursprungs: etwa vier Milliarden Jahre alte Zirkonsplitter. Die Böden der Ozeane hingegen sind nirgendwo älter als 200 Millionen Jahre. Die Ozeanböden werden ständig recycelt, weshalb sie, geologisch gesehen, jung bleiben, während die Kontinente nur umgebaut werden, aber kaum neue Gesteine bilden. Es ist die Plattentektonik, die den Grund der Meere erneuert, die großen Platten auf der Erdoberfläche bewegt und unsere Erde zu einem der dynamischsten Gebilde macht, das je durch das uns bekannte All zog. Wandernde Kontinente, Erdbeben, Vulkanismus sind nur einige der wahrnehmbaren Zeugen dieser Dynamik.

Welche Dynamik? Was wissen wir eigentlich von unserem Planeten? Geowissenschaftler denken in anderen Zeit- und Raumgrößen als normale Menschen: Geologen fangen erst bei Zeitspannen von tausend Jahren an zu rechnen, und Geodäten messen die tektonischen Verschiebungen in Millimetern pro Jahr. Das »System Erde« umfasst eine unglaubliche Bandbreite an Raum- und Zeitskalen, die von atomaren Abmessungen bis zu kosmischen Maßeinheiten, von Nanosekunden bei kristallinen Vorgängen bis zu Milliarden Jahren Erdalter reichen. Diese Zahlen sprengen das Vorstellungsvermögen.

Ein Blick mit solchen Raum- und Zeitdimensionen eröffnet ungewohnte Perspektiven und führt schnell zu der Frage: Warum ändert sich unser Planet seit Milliarden Jahren so dramatisch und schnell? Die hohe Temperatur im Erdinnern gibt eine erste Antwort: Im Erdkern, 6370 Kilometer unter unseren Füßen, herrschen Temperaturen von über 5.000 Grad; an der Grenze von Erdkern zu Erdmantel, in 2.900 Kilometer Tiefe, sind es immer noch 3.000 Grad. Diese Hitze ist der Motor für die Dynamik der Plattentektonik. Die Energie für alle Prozesse in der Erde stammt aus dieser Quelle; hinzu kommt als externe Quelle die Sonnenenergie.

Aber eigentlich erklärt das gar nichts. Wir wissen noch nicht einmal, warum unser Planet, aus dem Weltraum betrachtet, blau ist. Natürlich können wir die Farbe für sich erklären: Der blaue Himmel spiegelt sich im Ozeanwasser, und dass er blau ist, konnte uns Lord Rayleigh 1871 anhand der Streuung des Sonnenlichts in der Atmosphäre erläutern. Fragt man aber, wieso die Erde als einziger bekannter Planet Wasser in diesen Mengen und obendrein eine Atmosphäre in der heutigen Zusammensetzung hat, ist man schon am Ende der Selbstverständlichkeiten angelangt.

Wie konnten Erdaufbau, Wasser und Atmosphäre in dieser Form entstehen? Wie hängt das alles mit der Entstehung von Leben und seiner Entwicklung zu höheren Formen zusammen? Sind wir, unser Planet, das Sonnensystem, das All, nur Resultate von Zufallsprozessen, oder gibt es doch Gesetzmäßigkeiten, die zu Planeten des Typs Erde, zu molekularen Selbsterzeugungsketten namens Leben führen?

Die Erde ist ein einzigartiges Raumschiff. Es verfügt über Teilsysteme namens Atmosphäre, Hydrosphäre, Geo-, Kryo- und Biosphäre, die alle hochkomplex sind und zudem in zeitlich und räumlich variierender Wechselwirkung stehen. Das Raumschiff deckt einen nicht unerheblichen Teil seiner Energieversorgung durch Sonnenenergie, die in einen Kurzzeitspeicher namens Wetter oder einen Langzeitspeicher, die fossilen Brennstoffe, fließt. Die Vorstellung, dieses undurchschaubare System von Komponenten, Wirkungen und Interaktionen je vollständig verstehen zu können, ist eine mehr als ehrgeizige Vision.