geolinde

Der Aufbau der Erde

(übersetzt nach This dynamic earth/USGS)

Gliederung:

Kruste und Oberer Mantel:

• Lithosphäre („Steinbereich“): Kruste und ein Teil des Oberen Mantels (bis ca. 100 km): starr, fest; ozeanische und kontinentale Kruste unterscheiden sich durch ihre Dichte, kontinentale Kruste ist weniger dicht und damit leichter.
  Unter der Lithosphäre liegt eine Grenzbereich unterhalb dessen seismische Wellen (Erdbebenwellen) deutlich schneller durch das Gestein wandern, die sog. Mohorovicic-Diskontinuität (Moho).
• Asthenosphäre („Schwächezone“): Oberer Mantel (bis ca. 250 km): zäh-viskos, gleitfähig (Masseaustausch mit Lithosphäre über Subduktion und Rift)
• Mesosphäre („Mittelzone“): unterster Teil des Oberen Mantels (bis ca. 650km): fest, aber fließfähig, inhomogen durch abtauchende Lithosphärenplatten

Unterer Mantel (650-2900 km):

• evtl. langsam konvektierender Bereich, auch in diesen Bereich tauchen Platten ab (vielleicht sogar bis kurz vor die Mantel-Kern-Grenze)
• zwischen unterem Mantel und äußerem Kern liegt die Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität

Kern (2900-6370 km):

• Ähnlich einem Meteoriten besteht er hauptsächlich aus Eisen und Nickel, Druck bis 3500 Kilobar, Temperatur bis 5000°C
• Äußerer Kern (2900-5100km): flüssig, metallisch
• zwischen äußerem Kern und innerem Kern liegt die Lehmann-Diskontinuität
• Innerer Kern: (bis 6370km): fest, metallisch
• Das flüssige Material des äußeren Kernes strömt um den inneren Kern herum und erzeugt das Erdmagnetfeld (wie bei einem Dynamo)

Die Konvektionsströmungen

Strömungen von geschmolzenem Gestein die Platten bewegen können:
solche kompletten walzenförmigen Umwälzsysteme unter Mittelozeanischen Rücken werden heute von Wissenschaftlern als Ausnahmefälle angesehen.
(Abb. übersetzt nach This dynamic earth/USGS)

Konvektionsströmungen werden durch Hitze aus dem Erdkern angetrieben. Sie strömen aber so langsam, dass sie Hunderttausende bis Millionen Jahre für eine Umwälzung benötigen!

Visualisierung einer aktuellen Simulation der Mantelkonvektion: oben die Erdkruste, unten die Kern-Mantelgrenze, an der die Strömungen beginnen aufzusteigen
(© Arbeitsgruppe Geodynaik, Uni Münster)

Aufsteigende Säulen heißeren Materials (gelb) und die den Kreislauf schließenden absteigenden (blauen) Materialströme.
Hier gibt es eine Animation der Vorgänge
(© Arbeitsgruppe Geodynaik, Uni Münster): -> hier klicken!

An der Erdoberfläche könnten sich durch ein solches System von Strömungen mehreckige Zellen mit einem Aufstrom im Zentrum und einem Abwärtsstrom an den aneinanderstoßenden Rändern bilden. Ein solches weltumspannendes System passt sehr viel besser zu den beobachteten Vorgängen als die Theorie der walzenförmigen Konvektionsströmungen.
(Abb. aus: Stüwe: GEODYNscript 2005/06)

Plattentektonik - der rote Faden