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Aufbau und Gestalt

Durch​ Vulkane ​​und E​rdbeben wissen wir immer mehr über den schalenartigen Aufbau​​ der ​Erde.

Wie sieht es im Inneren der Erde aus?

Vielleicht hast du dich das ja auch schon immer mal gefragt. Unsere Erde hat einen schalenartigen Aufbau. Man unterscheidet von außen nach innen zwischen drei Hauptschalen:

  • Erdkruste
  • Erdmantel
  • Erdkern Weltkugel.jpg

Zwischen diesen einzelnen Schalen befinden sich Trennflächen (Diskontinuitäten), an denen sich die physikalischen Eigenschaften ändern. Dazu gehört z.B. ein anderes Druckverhältnis, veränderte Dichte und unterschiedliche Temperaturen. Aber auch der Aggregatzustand ändert sich bei jeder Schicht. Den Übergang in eine andere Schicht kannst ​du ​​mit dem Sprung von einem Sprungturm in ein Wasserbecken vergleichen. Auch dort ändern sich für ​dich​​ spürbar der Druck und auch der Aggregatzustand.

Erdkruste – Die äußerste Hülle

Die zirka 50 km tiefe Erdkruste ist die äußerste Hülle der Erde, auf dieser stehst und gehst du. Die Erdkruste wird in die ozeanische Kruste und die kontinentale Kruste unterteilt. Die ozeanische Kruste ist etwa zwischen 5-10 km dick und besteht aus riesigen festen Platten, welche ständig in langsamer Bewegung sind. Auf der zirka 30-40 km dicken kontinentalen Kruste liegen einzelne Platten, die wir als Kontinente kennen. Deutschland findest ​du​​ auf der eurasischen Kontinentalplatte. Die Platten​ sind von der ozeanischen Kruste umgeben.

Erdmantel – Die Gesteinsschicht der Erde

Unter der Erdkruste liegt der Erdmantel. Der obere Erdmantel ist zirka zwischen 650-900 km tief. Das ist so weit, als würdest du von Deutschland nach Italien mit dem Flugzeug reisen. Der obere Erdmantel besteht wie die Schichten darüber aus festem Gestein. Zusammen mit der Erdkruste bildet er die äußerste Gesteinsschicht der Erde (Lithosphäre). Zwischen dem oberen und dem unteren Erdmantel befindet sich eine Übergangsschicht, die Fließzone (Asthenosphäre). Dort herrschen Temperaturen von über 1.000°C, wodurch Gesteine zu schmelzen beginnen. Der untere Erdmantel mit festem Gestein ist mit einer Tiefe von 900-2.900 km deutlich dicker als die Schichten über ihm.

Erdkern – Das innere der Erde

Auch der Erdkern ist aufgeteilt – in den äußeren und inneren Erdkern. Bei einer Tiefe von zirka 2.900-5.100 km herrschen Temperaturen von bis zu 4.000°C. Deswegen ist der äußere Erdkern flüssig. Der innere Erdkern wird vom äußeren Erdkern umschlossen und befindet sich in einer Tiefe von zirka 5.100-6.300 km. Hier steigt die Temperatur zwischen 5.000 bis 6.000°C an. Jedoch ist hier der Druck am höchsten, weshalb der innere Erdkern fest ist. Die Bewegung des eisenhaltigen Erdkerns ist auch für das Erdmagnetfeld verantwortlich. Nach diesem richtest ​du​​ ​deinen ​​Kompass aus und auch Zugvögel orientieren sich an diesem.

Erforschung der Erdschichten

Zur Erforschung der Erdschichten werden z.B. Löcher in die Erde gebohrt. Das tiefste Bohrloch der Welt wurde auf der russischen Halbinsel Kola gebohrt, es ist aber nur ca. 12 km tief. An diesem Ort und in dieser Tiefe würde übrigens ​dein ​​Thermometer mehr als 210°C anzeigen. Dies ist noch vergleichsweise wenig. Würdest ​du​​ in Gebieten mit vulkanischer Aktivität nur wenige Kilometer tief bohren, würde ​dein​​ Thermometer dort noch eine weit höhere Temperatur anzeigen. Diesen Effekt kannst ​du​​ auch zur Energiegewinnung nutzen. Die Bohrungen betreffen immer nur den oberen bis mittleren Krustenbereich. Aufgrund der Entfernung ist es nicht möglich bis zum Erdkern zu bohren. Wusstest du übrigens, dass auch Deutschland 1986 ein Projekt zur Erkundung des Erdinneren unternahm? Obwohl in Bayern bei Windischeschenbach das tiefste Bohrloch der Welt entstehen sollte, konnte mit 9101 Metern der Tiefenrekord letztendlich nicht geknackt werden. 1994 wurde daraufhin zwar die Bohrung eingestellt, doch befindet sich heute in Windischeschenbach ein GEO-Zentrum für die kontinentale Tiefbohrung und weitere geowissenschaftliche Themen. Bei einer spannenden Führung vor Ort kannst du mehr über das Thema lernen.

Vulkane – Gesteine aus der Tiefe

Vulkane, die ​du​​ vor allem auf Island bewundern kannst, reichen über viele Schichten bis zu 50 km ins Erdinnere hinein. Sie bringen Material aus der Tiefe an die Erdoberfläche. Es stammt aus verschiedenen Bereichen des Erdmantels und liefert wichtige Informationen über den Aufbau einzelner Schichten.

Vulkane

Erdbeben – Gefährlich, aber nützlich

Forscher untersuchen die einzelnen Schalen auch mithilfe von Erdbeben. Täglich gibt es Erdbeben, die du aber oft gar nicht bemerkst. Die Erdbeben werden weltweit von Messstationen registriert und ausgewertet. Bei einem Erdbeben werden mechanische Wellen​ abgeben. Die Ausbreitung dieser Wellen ist abhängig von der Dichte des durchquerten Materials. Bei einer hohen Materialdichte bewegen sich die Wellen schneller fort. Durch die Änderung der Dichte konnten die Forscher die einzelnen Schalen beschreiben.