Geographen und Geowissenschaftler teilen in ihrer Forschungsarbeit das Erdsystem häufig in verschiedene Sphären ein, die sich durch unterschiedliche stoffliche oder materielle Eigenschaften auszeichen: Boden, Gestein, Wasser, Luft, Eis, u.a. Die unterschiedlichen natürlichen Erdsphären reichen vom Himmel bis zum Erdinneren und stehen in wechselseitiger Beziehung zueinander. Das heißt, sie beeinflussen sich gegenseitig. Bekannt sind besonders die Erdatmosphäre und die Biosphäre. Manche Sphären überschneiden sich, durchdringen sich oder sind Teilbereiche einer größeren Sphäre. Die Eigenschaften der Sphären können sehr unterschiedlich sein. Sie sind entweder fest, flüssig oder gasförmig. Sphären können sich auch ändern, da Wetter und Klima großen Einfluss nehmen und Veränderungen herbeiführen können. Darüber hinaus können Sphären günstige oder äußerst unwirtliche Lebensbedingungen für Tiere und Pflanzen bieten.
Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle, die die Erde umgibt. Im alltagssprachlichen Gebrauch wird diese Sphäre häufig einfach als "Luft" bezeichnet. Die Atmosphäre setzt sich überwiegend aus Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2) und Edelgasen zusammen. Hinzu kommen Aerosole sowie Spurengase. Aerosole sind ein Gemisch aus festen und/oder flüssigen Teilchen in der Atmosphäre. Neben Rauch aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe, Schwefeldioxid und Vulkanasche zählen auch Staub, Pollen oder der Nebel aus Spraydosen zu den Aerosolen. Aerosole sind überall in der Luft vertreten.
Zu den Spurengasen zählen Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Ozon (O3), Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), Schwefeldioxid (SO2) und Stickstoffverbindungen. Die Troposphäre ist der Teilbereich der Atmosphäre, der der Erdoberfläche am nächsten ist. Darüber liegen Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre. Letztere bildet die Grenze zum Weltraum.
Die Pedosphäre, der Bodenbereich, ist die oberste dünne Schicht der Erdkruste. Hier treffen Atmosphäre, Lithosphäre (feste Erde, Erdkruste, oberer Teil des Erdmantels), Biosphäre (Gesamtheit des von Leben besiedelten Teils der Erde), Hydrosphäre und Kryosphäre aufeinander. Zur Hydrosphäre (Bereiche, die mit Wasser bedeckt sind) zählen beispielsweise Flüsse, Seen und Meere. Auch das Grund- und Porenwasser in Gesteinsschichten wird dazu gezählt.
Die Kryosphäre umfasst die schnee- und eisbedeckten Regionen. Dazu zählen Eisschilde, Gletscher, Meereis oder auch verschneite Gebiete. Die Kryosphäre ist ein wichtiger Indikator für Klimaveränderungen und trägt erheblich zum Energiehaushalt der Erde bei. Geht beispielsweise das antarktische Eisschild zurück, verändert sich der Meeresspiegel oder der Salzgehalt des Meeres. Auch das Reflexionsvermögen der Erde gegenüber Sonnenstrahlen verringert sich, wenn Eis- und Schneeflächen abschmelzen. Luft, Wasser und Boden erwärmen sich in der Folge schneller.
Bei der Lithosphäre handelt es sich um die bis zu 100 km dicke, feste Erdrinde, die von der Asthenosphäre unterlagert wird und sich überwiegend aus kristalinem Gestein zusammensetzt. Die Asthenosphäre ist der oberste Bereich des Erdmantels.
Die Übergänge zwischen Lithos- und Pedosphäre können fließend sein. Schwankende Wetterbedingungen (Wind, Niederschlag, Sonne, Kälte) setzen dem festen Gestein zu und lassen es verwittern. Zusammen mit zersetzter organischer Substanz kommt es zur Bodenbildung; es entsteht die Pedosphäre.
Der von Tieren und Pflanzen bewohnte Lebensraum wird als Biosphäre bezeichnet. Lebewesen und Pflanzen existieren in der Atmo- Pedo- und Lithosphäre einschließlich der Hydro- und Kryosphäre.
Neben den natürlichen Erdsphären gibt es auch kulturbedingte Erdsphären. Hier besonders zu nennen ist die Anthroposphäre, der vom Menschen geschaffene und beeinflusste Lebensraum (Häuser, Infrastrukturen, Energieerzeugung, u.a.). Weiterhin gibt es teilnatürliche Erdsphären wie die Agrosphäre, in der zum Beispiel von Menschen organisierte Agrarsysteme und natürliche Sphären wie Biosphäre oder Hydrosphäre aufeinandertreffen und sich beeinflussen.
Weiterführende Informationen
Weiterführender Link zu einer ESKP-Bildergalerie, welche die verschiedenen technischen Möglichkeiten zusammenfasst, mit denen die jeweiligen Sphären erforscht werden können.
