Der Aufbau der Erde: Schichten und geologische Prozesse

Der Aufbau der Erde: Schichten und Prozesse

Die Erdkruste besteht aus Platten, die auf dem Erdmantel schwimmen – einer Schicht aus heißen und viskosen Materialien. Manchmal bilden sich durch Spalten Vulkane.

Dichte und Druck nehmen zum Zentrum der Erde hin zu. Im Kern befinden sich die schwereren Materialien, vor allem Metalle. Durch die enorme Hitze und starke Bewegungen bleibt der äußere Kern flüssig, während der innere Kern fest ist.

Innere Kräfte und das Magnetfeld

Die inneren Kräfte der Erde sind an der Außenseite sichtbar. Schnelle Bewegungen verursachen Erdbeben, während langsame Bewegungen Falten bilden, wie jene, durch die Gebirge entstanden sind.

Die schnelle Drehbewegung des metallischen Kerns erzeugt ein Magnetfeld. In Verbindung mit der Atmosphäre schützt es uns vor schädlichen Strahlen der Sonne und anderer Sterne.

Die fünf Schichten der Erde

Von außen nach innen lässt sich die Erde in fünf Hauptteile aufteilen:

1. Atmosphäre

Die umgebende Gashülle des festen Planetenkörpers. Sie hat eine Dicke von mehr als 1.100 km, wobei die Hälfte ihrer Masse in den untersten 5,6 km konzentriert ist.

2. Hydrosphäre

Sie besteht überwiegend aus Ozeanen, umfasst aber im engeren Sinne alle Wasserflächen der Welt, einschließlich Binnenseen, Flüssen und Grundwasser. Die durchschnittliche Tiefe der Ozeane beträgt 3.794 m, was mehr als das Fünffache der durchschnittlichen Höhe der Kontinente ist.

3. Lithosphäre

Besteht vor allem aus der Erdkruste und reicht bis in 100 km Tiefe. Die Gesteine der Erdkruste haben eine durchschnittliche Dichte, die dem 2,7-fachen von Wasser entspricht, und bestehen fast ausschließlich aus 11 Elementen, die zusammen 99,5 % ihrer Masse ausmachen:

• Sauerstoff (am häufigsten)
• Silizium
• Aluminium
• Eisen
• Kalzium
• Natrium
• Kalium
• Magnesium
• Titan
• Wasserstoff
• Phosphor

Darüber hinaus gibt es weitere 11 Elemente mit einem Anteil von weniger als 0,1 %: Kohlenstoff, Mangan, Schwefel, Barium, Chlor, Chrom, Fluor, Zirkonium, Nickel, Strontium und Vanadium. Die Elemente liegen in der Lithosphäre fast ausschließlich in Form von Verbindungen vor, selten in ihrem freien Zustand.

Die Lithosphäre besteht aus zwei Schichten: der Erdkruste und dem oberen Erdmantel, die in etwa ein Dutzend starre tektonische Platten aufgeteilt sind. Der obere Mantel ist von der Kruste durch eine seismische Diskontinuität getrennt, die Mohorovičić-Diskontinuität. Vom unteren Mantel ist er durch einen plastischen Bereich, die Asthenosphäre, getrennt. Das plastische und teilweise geschmolzene Gestein in der 100 km dicken Asthenosphäre ermöglicht es den Kontinenten, sich über die Erdoberfläche zu bewegen und Ozeane zu öffnen oder zu schließen.

4. Erdmantel (Mantel)

Er erstreckt sich von der Basis der Kruste bis in eine Tiefe von etwa 2.900 km. Außer in der Asthenosphäre ist er fest, und seine Dichte nimmt mit der Tiefe von 3,3 auf 6 zu. Der obere Mantel besteht aus Eisen- und Magnesium-Silikaten wie Olivin, der untere aus einem Mischoxid von Magnesium, Eisen und Silizium.

5. Erdkern

Er hat eine äußere Schicht von etwa 2.225 km Dicke mit einer durchschnittlichen relativen Dichte von 10. Diese Schicht hat wahrscheinlich eine unebene äußere Oberfläche mit Vertiefungen und Gipfeln. Im Gegensatz dazu ist der innere Kern, dessen Radius etwa 1.275 km beträgt, solide. Beide Kernschichten bestehen aus Eisen mit einem geringen Anteil an Nickel und anderen Elementen. Im inneren Kern erreichen die Temperaturen 6.650 °C und die mittlere Dichte liegt bei 13.

Wärmestrahlung und Energiequelle

Der innere Kern strahlt kontinuierlich intensive Wärme durch die konzentrischen Schichten nach außen ab. Die Quelle dieser Wärme ist die Energie, die durch den Zerfall von Uran und anderen radioaktiven Elementen freigesetzt wird. Konvektionsströme im Erdmantel transportieren den Großteil der Wärmeenergie der Erde an die Oberfläche.