Studie der inneren Struktur der Erde
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Studie der inneren Struktur der Erde
Das Studium der inneren Struktur der Erde erfolgt durch verschiedene indirekte Methoden:
- Seismische Methode: Analyse der Echos, die durch Schallwellen verursacht werden, welche durch eine kleine Explosion an der Oberfläche erzeugt werden.
- Gravimetrische Methode: Erkennung kleiner Variationen des Gravitationsfeldes durch die Verteilung des Gesteins in der Tiefe der Erde. Leichte Gesteine erzeugen eine negative Gravitationsanomalie, während dichte Gesteine eine positive Gravitationsanomalie erzeugen.
- Messungen von Isotopen: Ermöglichen die Bestimmung der Temperatur des Wassers, in dem ein Organismus lebt.
- Radiometrische Datierung: Wird verwendet, um das Alter von Gesteinsproben zu bestimmen.
- Untersuchung von Meteoriten.
Seismische Methode
Die seismische Methode ist eine indirekte Methode, um die Grenze zwischen verschiedenen Materialien unterschiedlicher Zusammensetzung oder Zustands zu erkennen, da seismische Wellen an diesen Grenzen abgelenkt werden. Diese Bereiche werden als seismische Diskontinuitäten bezeichnet.
1. Seismische Wellen
Bei einem Erdbeben breiten sich zwei Arten von seismischen Wellen durch das Erdinnere aus:
- P-Wellen: Sie bewegen sich mit großer Geschwindigkeit und sind daher die ersten, die von Seismographen erfasst werden. Sie sind Longitudinalwellen, die sich durch Feststoffe und Flüssigkeiten ausbreiten. Ihre Geschwindigkeit ist umso höher, je steifer das Material ist.
- S-Wellen: Sie sind langsamer als P-Wellen und erreichen die Seismographen später. Sie sind Transversalwellen und breiten sich nur durch Feststoffe, nicht aber durch Flüssigkeiten aus.
Diese Änderungen im Weg der seismischen Wellen erzeugen Schattenzonen, in denen keine P- oder S-Wellen empfangen werden.
Kapitel 4: Erdkruste, Mantel und Kern
Erdkruste
Es gibt zwei Arten von Erdkruste:
- Ozeanische Kruste: Besteht hauptsächlich aus Basalt und ist von einer Sedimentschicht bedeckt.
- Kontinentale Kruste: Besteht hauptsächlich aus Granit und enthält sedimentäre, metamorphe und vulkanische Gesteine.
Die Unterschiede in Dichte und Dicke zwischen den beiden Krustentypen führen zu zwei wichtigen Auswirkungen:
- Die basaltische Kruste ist dünner und bildet Meeresbecken, während die Granitkruste dicker ist und die Kontinente bildet.
- In der Granitkruste sind Gesteine sehr alt.
Erdmantel
Der Erdmantel besteht hauptsächlich aus Peridotit. Trotz seiner Homogenität variiert seine Dichte. Die Repetti-Diskontinuität trennt den oberen vom unteren Mantel.
Schicht D''
An der Gutenberg-Diskontinuität, wo der flüssige Erdkern auf den felsigen Mantel trifft, befindet sich die Schicht D'', die den Übergang zwischen Mantel und Kern bildet.
Der Mantel bewegt sich durch Konvektion.
Lithosphäre
Die Lithosphäre besteht aus der Erdkruste und dem obersten Teil des Erdmantels. Sie ist in Lithosphärenplatten unterteilt, die ozeanisch oder kontinental sein können.
Erdkern
Der Erdkern besteht hauptsächlich aus Eisen und Nickel.
1. Erdkern und Erdmagnetismus
Der äußere Erdkern ist flüssig. Konvektion im äußeren Kern erzeugt das Magnetfeld der Erde.
Kapitel 5: Wärme im Erdinneren
Die Wärme im Erdinneren stammt aus drei Prozessen:
- Meteoritenbombardierung
- Gravitationsdifferenzierung
- Zerfall radioaktiver Elemente
Geothermie und Konvektion im Erdmantel
Der geothermische Gradient verursacht Konvektion im Erdmantel.
Kapitel 6: Plattentektonik
Fixistische Theorien
Fixistische Theorien gingen davon aus, dass die Kontinente immer an derselben Stelle waren.
Ozeanbodenspreizung
Die Ozeanbodenspreizung beschreibt die Entstehung neuer ozeanischer Kruste an mittelozeanischen Rücken.
Subduktion
Subduktion ist das Abtauchen einer ozeanischen Platte unter eine andere Platte.
Isostasie
Isostasie beschreibt das Gleichgewicht zwischen Erdkruste und Erdmantel.
Horizontale Plattenbewegungen
- Divergente Bewegung: Platten bewegen sich auseinander.
- Konvergente Bewegung: Platten bewegen sich aufeinander zu.
- Transformstörung: Platten bewegen sich aneinander vorbei.
Aktivität an Plattengrenzen
Aktivität an Plattengrenzen manifestiert sich in:
- Vulkanismus
- Seismizität
- Gesteinsverformung
- Metamorphose
- Magmatismus
- Bildung von Relief