Was befindet sich im Inneren der Erde?

Die Schichten der Erde aufklären

Wenn Sie die Erde hätte teilen können, hätten Sie vier Hauptschichten gesehen:

Kruste: die äußerste Schicht. Sie ist dünn: im Verhältnis zur Haut einer Äpfel. Der Ozeanboden ist nur etwa 7 km dick. Der kontinentale Boden beträgt im Durchschnitt 35 km. Das klingt wie viel, aber die Erde ist 12.742 km breit.

Kernteil: unterhalb der Kruste, etwa 2.900 km dick. Es besteht aus heißem, dichtem Gestein. Der obere Mantel ist teilweise geschmolzen und fließt sehr langsam: wie dickflüssiger Honig, der auf einem Herd erhitzt wird. Diese flüssige Schicht wird als Asthenosphäre bezeichnet.

Äußeres Kern: eine Schicht aus flüssigem Eisen und Nickel, etwa 2.200 km dick. Es ist so heiß (4.500–5.500°C), dass das Metall geschmolzen ist. Diese fließende Metallschicht erzeugt die Erdmagnetfelder.

Innere Kern: ein fester Kugel aus Eisen und Nickel im exakten Zentrum, etwa 1.220 km Radius. Es ist der heißeste Teil der Erde: über 5.400°C, heißer als die Oberfläche der Sonne.

Gebrochener Muschelschalen

Eine kaputte Eischale

Die Erdkruste besteht nicht aus einer kontinuierlichen Schale. Sie ist in etwa 15 große tektonische Platten (und viele kleinere) aufgeteilt, die wie eine kaputte Eischale zusammenpassen.

Diese Platten sind nicht dünn: Sie enthalten die Kruste und den obersten Teil des Mantels, zusammen die Lithosphäre genannt. Die Lithosphäre ist fest, 70–150 km dick, und sie schwimmt auf der weicheren, teilweise geschmolzenen Asthenosphäre darunter.

Einige Platten tragen Kontinente (kontinentale Platten). Andere tragen Meeresboden (ozeanische Platten). Viele tragen beides.

Die größte Platte ist die Pazifische Platte, die fast vollständig ozeanisch ist. Du bist wahrscheinlich auf der Nordamerikanischen Platte sitzend, die sich vom Mittelatlantischen Rücken bis zur Westküste der Vereinigten Staaten erstreckt.

Was treibt sie an?

Konvektion: Der Motor

Tief im Mantel ist das Gestein in der Nähe des Kerns extrem heiß. Heißes Gestein ist weniger dicht, es steigt auf. Wenn es die Oberfläche erreicht, kühlt es ab, wird dichter und sinkt wieder hinunter. Dies schafft eine langsame, kreisförmige Strömung, die eine Konvektionsströmung genannt wird.

Denken Sie an einen Topf mit Wasser, der auf dem Herd erhitzt wird: Das Wasser am Boden erwärmt sich, steigt auf, kühlt an der Oberfläche ab und sinkt wieder hinunter. Der Mantel tut das Gleiche: nur mit Gestein und unglaublich langsam.

Diese Konvektionsströmungen schieben die Tektonischen Platten wie Gegenstände auf einem langsam bewegten Transportband entlang.

Prozess ist langsam: Platten bewegen sich zwischen 2 und 15 Zentimetern pro Jahr: aber über Millionen von Jahren formt er die gesamte Oberfläche des Planeten neu.

Drei Arten von Grenzen

Wo Platten zusammentreffen

Die dramatischsten geologischen Phänomene auf der Erde finden an den Stellen statt, an denen Platten zusammentreffen: an ihren Grenzen. Es gibt drei Arten:

Divergentgrenzen: Platten bewegen sich getrennt. Magma steigt aus dem Mantel auf und füllt die Lücke, wodurch neues Krusten entsteht. Die Mid-Atlantic Ridge ist eine divergentgrenze, die sich in der Mitte des Atlantischen Ozeans erstreckt. Island liegt direkt auf dem Gebiet: man kann tatsächlich auf der Grenze zwischen der Nordamerikanischen Platte und der Eurasischen Platte stehen.

Konvergentgrenzen: Platten bewegen sich aufeinander zu. Wenn ein ozeanisches Plate auf ein kontinentales Plate trifft, taucht das dichtere ozeanische Plate in einem Prozess namens Subduktion ab. Wenn zwei kontinentale Platten kollidieren, wird keines subduziert: sie falten sich in Gebirgszüge empor. Die Himalaya wurden auf diese Weise gebildet, als die indische Plate auf die Eurasische Plate stieß.

Transformgrenzen: Platten gleiten vorbei aufeinander horizontal. Die San-Andreas-Falte in Kalifornien ist eine Transformgrenze, an der die Pazifische Plate und die Nordamerikanische Plate einander entlangreiben. Dies erzeugt häufige Erdbeben.

Berge wachsen

Die Himalaya: Eine Kollision in langsamem Tempo

Etwa 50 Millionen Jahre alt sind die Indianische Platte: die mit einem geologisch schnellen Tempo nach Norden gerast ist: stieß mit der Eurasianischen Platte zusammen.

Keine der Platten konnte unter die andere subduzieren, weil beide kontinentale Kruste hatten: dick, schwimmend und zu leicht, um zu sinken.

Also kräuselte sich die Kruste, faltete sich und wurde nach oben gedrückt. Die Kollision schuf die Himalaya, einschließlich des Mount Everest: der höchsten Stelle auf der Erde mit 8.849 Metern.

Und die Kollision ist nicht vorbei. Die Indianische Platte drängt nach wie vor in Asien um etwa 1 Zentimeter pro Jahr und die Himalaya wachsen weiter.

Feuerkreis

Wo sich die Katastrophe ereignet

Wenn Sie alle großen Erdbeben und Vulkanausbrüche auf einer Karte eintüten, springt sofort ein Muster hervor: Sie klaffen entlang von Plattenrändern.

Das deutlichste Beispiel ist der Feuerkreis: ein schalenförmiger Gürtel um den Pazifischen Ozean, an dem die Pazifische Platte mehrere andere Platten trifft. Rund 75% der aktiven Vulkane und 90% der Erdbeben auf der Welt finden im Feuerkreis statt.

Das ist keine Zufall. Erdbeben entstehen, wenn Platten plötzlich aneinander vorbei gleiten und so angesammeltes Stress abgeben. Vulkane bilden sich dort, wo Magmen eine Verbindung zur Oberfläche finden: oft an Subduktionszonen, wo eine absinkende Platte schmilzt und das geschmolzene Gestein aufsteigt.

Die Richterskala misst die Größenordnung von Erdbeben: die freigesetzte Energie. Jedes volle Zahlenwert erhöht sich um etwa 32-mal mehr Energie. Ein Erdbeben der Stärke 7 freisetzt etwa 1.000-mal mehr Energie als ein Erdbeben der Stärke 5.

Warum Ränder?

Die Verbindungsstücke

Das Innere einer Tektonischen Platte ist relativ stabil. Das Gestein ist fest, die Platte bewegt sich als Einheit und es gibt keinen Grund, um die Kruste zu brechen oder zu schmelzen.

Aber an Grenzen gleiten die Platten, werden auseinandergezogen oder kollidieren. Das ist, wo sich Spannungen aufbauen, die Kruste bricht und Magma Fluchtrouten findet.

Denk daran wie ein Glas: das Mittel ist stark, aber die Ränder und Ecken sind, wo sich Risse bilden.

Wie wissen wir?

Die Evidenz ist überall

Wegener schlug 1912 den Kontinentaldrift vor, aber er konnte den Mechanismus nicht erklären. Moderne Evidenz hat ihn viele Male bestätigt:

Fossilverteilung: identische Fossilien des Mesosaurus (ein Süßwasser-Reptil) werden in Brasilien und Westafrika gefunden, aber nirgendwo sonst. Es konnte nicht über den Atlantik schwimmen. Die Kontinente mussten verbunden sein.

Passende Gesteinsarten: Gebirgsketten in Schottland passen perfekt mit den Appalachen in den östlichen Vereinigten Staaten zusammen, wenn man die Kontinente wieder zusammen schiebt. Die gleichen Gesteine, die gleiche Alter, die gleiche Bildung: getrennt durch ein Meer.

Gletscherspuren: alte Gletscherspuren in Afrika, Indien, Südamerika und Australien zeigen auf ein einziges Eisschild, das auf der Antarktis zentriert war: genau dort, wo die Kontinente in Pangaea gewesen wären.

GPS-Messungen: heute können wir die Plattenbewegung direkt mit GPS-Satelliten messen. Nordamerika bewegt sich mit etwa 2,5 cm pro Jahr von Europa weg. Wir können es in Echtzeit beobachten.

Zukünftige Erde

Wohin gehen wir?

Wenn die Platten weiterhin in gleichem Tempo bewegen, können Geologen vorhersagen, wo die Kontinente in der Zukunft sein werden.

In etwa 250 Millionen Jahren sind die Kontinente erneut zu einem neuen Superkontinent zusammenstoßen. Wissenschaftler haben es unter verschiedenen Namen bezeichnet: Pangaea Ultima, Amasia oder Novopangaea, je nachdem, welches Modell sie verwenden.

Der Atlantik wird sich schließen. Afrika wird sich mit Europa vereinigen. Australien wird in das Südostasien drift.

Das ist nicht das erste Mal. Pangaea war nicht der erste Superkontinent: Es gab mehrere, die sich über Milliarden von Jahren zurückverfolgen lassen. Der Zyklus des Zerbrechens und Wiederausbaus dauert etwa 400-500 Millionen Jahre. Geologen nennen es den Superkontinentzyklus.

Was wirst du in Erinnerung behalten?

Die große Zusammenfassung

Die Erde ist nicht statisch. Sie ist ein dynamischer, sich bewegender Planet: Eine dünne Kruste, die auf einem Meer aus langsam sich bewegenden Gestein liegt.

Alles ist miteinander verbunden: Konvektionsströme treiben Plattenergung; Plattengrenzen erzeugen Erdbeben, Vulkane und Berge; die Beweise sind in Fossilien, Gestein und GPS-Daten geschrieben.

Alfred Wegener sah die Puzzlestücke vor einem Jahrhundert. Es dauerte die Welt Jahrzehnte, um nachzukommen. Heute ist die Plattentektonik eines der mächtigsten Rahmen in der gesamten Wissenschaft: Sie erklärt alles von den Erdbeben in Japan bis zu den Fossilien in den Bergen.