Was befindet sich im Inneren der Erde?

Die Erdkrusten aufgeteilt

Wenn Sie die Erde hätten schneiden können, hätten Sie vier Hauptschichten gesehen:

Kruste: die äußerste Schicht. Sie ist dünn: im Verhältnis zur Haut einer Apfel. 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 Erdkruste, 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 Erdmagnetfeld.

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 gebrochene Eischale

Die Erdkruste besteht nicht aus einer kontinuierlichen Schale. Sie ist in etwa 15 große tektonische Platten (und viele kleinere) unterteilt, die wie eine gebrochene 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 Ridge 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 äußerst heiß. Heißes Gestein ist weniger dicht, es steigt auf. Wenn es dem Oberflächen naht, kühlt es ab, wird dichter und sinkt wieder hinunter. Dadurch entstehen langsame, kreisförmige Ströme, die als Konvektionsströme bezeichnet werden.

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 Konvektionsströme ziehen die Tektonischen Platten mit sich wie Objekte, die auf einem langsam bewegten Transportband liegen.

Der 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 sich treffen

Die dramatischsten Geologie auf der Erde findet an den Stellen statt, an denen Platten aufeinandertreffen: an ihren Grenzen. Es gibt drei Arten:

Divergentgrenzen: Platten bewegen sich getrennt. Magma steigt aus dem Mantel auf, um den Spalt zu füllen, und bildet neue Kruste. Die Mid-Atlantic Ridge ist eine divergentgrenze, die sich in der Mitte des Atlantischen Ozeans erstreckt. Island liegt direkt über ihr: man kann tatsächlich auf der Grenze zwischen der Nordamerikanischen Platte und der Eurasischen Platte stehen.

Konvergentgrenzen: Platten bewegen sich aufeinander zu. Wenn ein ozeanisches Plateau ein kontinentales Plateau trifft, taucht das dichtere ozeanische Plateau in einem Prozess namens Subduktion ab. Wenn sich zwei kontinentale Platten treffen, wird keines subduziert: sie falten sich nach oben und bilden Gebirgszüge. Die Himalaya wurden so gebildet, als das indische Plateau in das eurasische Plateau stieß.

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

Berge wachsen

Die Himalaya: Eine Kollision in langsamer Bewegung

Etwa 50 Millionen Jahre ago stieß die indische Platte: die mit einer geologisch schnellen Geschwindigkeit nach Norden geriet: mit der eurasischen 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, hob sich und wurde nach oben geschoben. Die Kollision schuf die Himalaya, einschließlich des Mount Everest, dem höchsten Punkt auf der Erde mit 8.849 Metern.

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

Feuerkreis

Wo sich die Katastrophen ereignen

Wenn man alle großen Erdbeben und vulkanischen Ausbrüche auf einer Karte verzeichnet, springt ein Muster sofort heraus: Sie konzentrieren sich entlang von Plattengrenzen.

Das drastischste Beispiel ist der Feuerkreis: ein schalenförmiger Gürtel um das Pazifische Ozean, an dem die Pazifische Platte mehrere andere Platten trifft. Rund 75% der aktiven Vulkane und 90% der Erdbeben auf der Welt ereignen sich entlang des Feuerkreises.

Das ist keine Zufall. Erdbeben entstehen, wenn Platten plötzlich aneinander vorbei gleiten und so angesammelte Spannung freisetzen. Vulkane entstehen 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. Jede volle Zahlsteigerung bedeutet etwa 32-mal mehr Energie. Ein Erdbeben der Stärke 7 freisetzt etwa 1.000-mal mehr Energie als ein Erdbeben der Stärke 5.

Warum Grenzen?

Verbinden Sie die Punkte

Das Innere eines Tektonischen Plates ist relativ stabil. Das Gestein ist fest, die Platte bewegt sich als Einheit und es gibt keinen Grund, dass die Kruste reißen oder schmelzen sollte.

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 es?

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 das Atlantik nicht 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 zusammenfaltet. 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 Eisgebiet, das auf Antarktis zentriert ist: genau dort, wo die Kontinente im 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.

Zukunfts-Erde

Wohin gehen wir?

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

In etwa 250 Millionen Jahren werden die Kontinente erwartungsgemäß wieder kollidieren und 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 mit Europa verschmelzen. Australien wird in das Südostasien driftieren.

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 Wiederauflösens dauert etwa 400-500 Millionen Jahre. Geologen nennen es den Superkontinentzyklus.

Was werden Sie sich merken?

Die große Zusammenfassung

Die Erde ist nicht statisch. Sie ist ein dynamischer, kochender Planet: Eine dünne Kruste, die auf einem Meer aus langsam bewegtem Gestein schwimmt.

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

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 dem Grund, warum Sie im Gebirge Muscheln finden können.