Aufbau der Erde, Geologische Prozesse und Erdbeben

Der Aufbau der Erde

Die Erdkruste ist die äußerste Schicht und besteht im Wesentlichen aus aluminiumreichen Silikaten. Die kontinentale Kruste hat eine durchschnittliche Dicke von 35 km und kann bis zu 80 km erreichen. Die ozeanische Kruste erreicht eine maximale Dicke von 10 km und besteht aus Basaltgestein.

Der Erdmantel erstreckt sich von der Basis der Kruste bis etwa 2900 km Tiefe. Die Kruste ist durch die Mohorovičić-Diskontinuität vom Mantel getrennt, der reich an Eisen- und Magnesiumsilikaten ist. Er ist in einen oberen und einen unteren Erdmantel unterteilt, die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden. Zwischen dem oberen und unteren Erdmantel liegt die Repetti-Diskontinuität.

Der Erdkern erstreckt sich von 2900 km bis zum Erdmittelpunkt in 6370 km Tiefe und wird durch die Gutenberg-Diskontinuität vom Erdmantel getrennt. Er unterteilt sich in den äußeren Kern aus flüssigem Eisen und Nickel sowie den inneren, festeren Kern, der hauptsächlich aus Eisen besteht.

Lithosphäre und Asthenosphäre

• Lithosphäre: Die äußere, starre Schicht, die die gesamte Kruste und einen Teil des oberen Mantels umfasst. Die kontinentale Lithosphäre ist zwischen 100 und 200 km dick, die ozeanische Lithosphäre schwankt zwischen 50 und 100 km.
• Asthenosphäre: Eine Schicht unter der Lithosphäre bis in 670 km Tiefe. Die Gesteine sind fest, befinden sich aber nahe am Schmelzpunkt, wodurch sie plastisch verformbar sind.
• Mesosphäre: Der Teil des Mantels unter der Asthenosphäre. Er verhält sich steifer, da der hohe Druck die hohen Temperaturen überwiegt.

Der Erdkern im Detail

• Äußerer Kern: Liegt unter der Lehmann-Diskontinuität bei 5100 km. Er ist flüssig, etwa 4000 Grad heiß und erzeugt durch Temperaturunterschiede intensive Konvektionsströme.
• Innerer Kern: Der Rest des Kerns. Trotz Temperaturen von 6000 Grad führen die hohen Drücke dazu, dass die Materialien fest sind.

Erdbeben und Vulkanismus

Die Magnitude eines Erdbebens bezieht sich auf die freigesetzte Energiemenge. Die Richter-Skala misst diese Stärke. Die Intensität beschreibt die destruktiven Auswirkungen und kann mit der MSK-Skala gemessen werden.

Vulkanausbrüche

• Hawaiianische Eruptionen: Sehr dünnflüssige Lava, die schnell und über lange Strecken fließt.
• Strombolianische Eruptionen: Lava mit mehr oder weniger heftigen Explosionen, begleitet von großen Gasmengen.
• Vulkanische Eruptionen (explosiv): Sehr zähflüssige Lava blockiert den Schornstein, bis der enorme Druck zu einer heftigen Explosion führt.

Geologische Prozesse

• Gebirgsbildung: Entstehung von Gebirgen durch interne Prozesse.
• Gliptogenese: Abtragung durch Erosion, wobei erodierte Materialien in tiefer gelegene Gebiete transportiert werden.
• Lithogenese: Bildung neuer Gesteine durch interne und externe Prozesse.

Falten und Verwerfungen

Falten sind Wellen in plastischen Gesteinsschichten, die durch Kompression entstehen.

• Axialebene: Die Ebene, die die Scharnierlinien verbindet und die Falte in zwei Flanken teilt.
• Faltenachse: Die Schnittlinie der Axialebene mit der Scharnierfläche.
• Scharnier: Der Bereich der maximalen Krümmung.
• Antiklinale: Eine nach oben gebogene Falte, in deren Kern sich die ältesten Materialien befinden.
• Synklinale (Mulde): Eine Falte, die im Kern jüngere Materialien enthält.
• Verwerfungen: Brüche in Gesteinsmassen, bei denen sich zwei Blöcke entlang der Bruchfläche bewegen.
• Diaklasen: Brüche in Gesteinsmassen ohne Verschiebung der Blöcke.

Seismik

Erdbeben sind Vibrationen der Erdoberfläche, die an einem Punkt der Lithosphäre beginnen.

• Hypozentrum (Fokus): Der Punkt im Erdinneren, von dem das Erdbeben ausgeht.
• Epizentrum: Der Punkt an der Erdoberfläche, der dem Hypozentrum am nächsten liegt.
• Seismische Wellen: Entstehen im Hypozentrum und breiten sich radial aus.
• Primärwellen (P-Wellen): Die schnellsten Wellen, die sich durch feste und flüssige Medien ausbreiten.
• Sekundärwellen (S-Wellen): Langsamere Wellen, die sich nur durch feste Medien ausbreiten.
• Oberflächenwellen (L-Wellen): Die langsamsten Wellen, die sich nur an der Oberfläche ausbreiten.