Die Innere Struktur der Erde: Modelle und Schichten

Erforschung der Inneren Struktur der Erde

Informationen über das Innere der Erde können nur indirekt gesammelt werden. Seismische Wellen, die den gesamten Planeten durchlaufen, verändern ihre Geschwindigkeit und Richtung. Dies zeigt, dass das Erdinnere heterogen ist. Die Veränderungen, die diese Wellen erfahren, belegen, dass unser Planet in konzentrisch angeordneten Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften unterteilt ist. Zur Erklärung der inneren Struktur der Erde wurden zwei Modelle vorgeschlagen: das geochemische und das dynamische Modell.

Das Geochemische Modell: Kruste, Mantel, Kern

Die Erdkruste

Die Kruste wird in zwei Haupttypen unterteilt:

Kontinentale Kruste

• Dicke: Bis zu 70 km.
• Zusammensetzung: Sehr heterogen, bestehend aus magmatischen, metamorphen und sedimentären Gesteinen.
• Mit zunehmender Tiefe nimmt der Metamorphosegrad der Gesteine zu.
• An der Oberfläche dominieren Sedimentgesteine, vulkanische und niedriggradig metamorphe Gesteine.
• In tieferen Bereichen dominieren intensiv umgewandelte Gesteine (höhere Metamorphose).

Ozeanische Kruste

Die ozeanische Kruste ist eine dünne, aber kontinuierliche Schicht, die von der Oberfläche nach innen folgende Schichten aufweist:

1. Sedimentschichten: Die Dicke ist in der Nähe der Kontinente am größten und nimmt ab, je näher man dem Mittelozeanischen Rücken kommt.
2. Basaltschicht (Pillow-Lava): Entsteht durch die Erstarrung von Lava an den Spreizungszonen und bildet Kissenstrukturen (Pillow-Lava).
3. Gabbro-Schicht: Besteht ebenfalls aus Basalt, der jedoch langsamer erstarrt ist, wodurch die Minerale besser kristallisiert sind.

Horizontale Gliederung der Kruste

Bereiche der Kontinentalen Kruste

In der kontinentalen Kruste lassen sich drei verschiedene Bereiche unterscheiden:

• Kratone oder Schilde: Tektonisch stabile Gebiete von Tausenden von Quadratkilometern, in denen nur selten Erdbeben auftreten.
• Orogene oder Gebirgsketten: Die aktivsten Gebiete der Kruste mit hoher tektonischer und magmatischer Aktivität. Sie weisen die höchsten Reliefs auf und sind in jüngerer Zeit gefaltet worden.
• Interne Plattformen: Depressionen, die typischerweise zwischen Kratonen und Orogenen auftreten und in denen sich Sedimente aus der Erosion der Gebirge ansammeln.

Bereiche der Ozeanischen Kruste (Meeresboden)

Kontinentalränder

Die Kontinentalränder sind die Fortsetzung der Landoberfläche, obwohl sie unter Wasser getaucht sind. Sie bestehen aus kontinentaler Kruste.

• Festlandsockel (Schelf): Regionen, die Teil des Kontinents sind, aber unter Wasser in Tiefen zwischen 20 m und 600 m liegen.
• Kontinentalhang: Erstreckt sich vom Rand des Festlandsockels bis zum tiefen Ozean.

Tiefsee

Der eigentliche Meeresboden wird durch ozeanische Kruste gebildet und umfasst:

• Abyssal Plain (Tiefsee-Ebene): Meeresboden mit einer durchschnittlichen Tiefe von etwa 4 km. Hier erheben sich vereinzelt vulkanische Berge, die als Guyots bezeichnet werden.
• Tiefseegraben (Trench): Lange und tiefe Depressionen, die bis zu 11 km tief sein können.
• Mittelozeanischer Rücken (Dorsalansicht oceanica): Topographische Merkmale, die 1 km bis 4 km über den Meeresboden ansteigen, oft 1500 km Breite überschreiten und eine Gesamtlänge von etwa 65.000 km haben. Sie weisen eine starke zentrale Mulde auf, den sogenannten Rift (Riss). Der Rift entspricht einer tiefen Spalte, aus der Basalte des oberen Mantels aufsteigen und die Trennung der Platten auf beiden Seiten verursachen.
• Transformationsstörungen: Querfrakturen, die die Mittelozeanischen Rücken stören.

Der Erdmantel

Der Mantel erstreckt sich von der Mohorovičić-Diskontinuität bis zur Gutenberg-Diskontinuität. Er besteht hauptsächlich aus peridotitischem Gestein.

Der Erdkern (Nukleus)

Der Kern besteht hauptsächlich aus Eisen und ist in zwei Schichten unterteilt:

• Äußerer Kern: Befindet sich im flüssigen Zustand und erstreckt sich von ca. 2900 km bis 4900 km Tiefe.
• Innerer Kern: Bleibt im festen Zustand.

Zwischen diesen Schichten gibt es eine Übergangszone (ca. 5000 km Tiefe).

Das Dynamische Modell: Rheologische Schichten

• Lithosphäre: Die oberflächliche, starre Schicht der Erde, die die Kruste und den obersten Teil des Mantels umfasst.
• Asthenosphäre: Liegt unterhalb der Lithosphäre im Mantel und ist teilweise geschmolzen (plastisch).
• Mesosphäre: Der Teil des Mantels, der sich unterhalb der Asthenosphäre bis zur Gutenberg-Diskontinuität (ca. 2900 km Tiefe) erstreckt.
• Endosphäre: Entspricht dem Erdkern.