Aufbau unseres Planeten: Könntest du zum Mittelpunkt der Erde reisen?
- Veröffentlicht: 12.05.2023
- 08:45 Uhr
- Peter Schneider
Wir leben auf einer hauchdünnen Schale aus kühlem Gestein. Doch schon in wenigen Hundert Metern Tiefe glüht die Erde im Innern. Hier erfährst du, wie die Erde in Schalen aufgebaut ist und was dir auf einer Reise zum Kern alles begegnen würde.
Das Wichtigste zum Thema Aufbau der Erde
Im Zentrum unseres Planeten rotiert ein tausende Grad Celsius heißer Metallball - sprichwörtlich die Hölle auf Erden. Pech: Direkt Anschauen können wir das Spektakel nicht: Eine Reise zum Mittelpunkt der Erde wie in Jules Vernes berühmten Roman ist unmöglich.
Jede:r Expeditionsteilnehmer:in würde zerquetscht. Im Erdkern herrscht ein Druck von gut 3,6 Millionen Bar! Auf jedem Quadratzentimeter lasten dort also mehr als 3600 Tonnen pro Quadratzentimeter - ein Containerfrachter auf deinem Fingernagel.
Außerdem würde die Erdhitze jede noch so mutige Abenteurer:in schon in der Erdkruste in ihre Moleküle zerlegen - und langfristig Erdöl und Erdgas aus ihr machen.
Theoretisch würdest du unterwegs aber einer Reihe nützlicher Dinge begegnen, ohne die unsere Zivilisation nicht funktionieren könnte (siehe in der Bildergalerie unten).
Innerer Aufbau: Die Schalen der Erde
Die Erde ähneln einer Rindersuppe, die schon seit 4,6 Milliarden Jahre köchelt. Wie in einer Suppe steigen die leichteren Bestandteile nach oben, beispielsweise Minerale mit reichlich Aluminium. Die schweren sinken ins Zentrum. Daher gliedern sich die Erdschalen in leichte Kruste, Mantel und schwerem Kern.
Von der festen Erdkruste gibt es zwei Typen. Die ozeanische besteht aus Basalt und ist etwa acht Kilometer dick. Die kontinentale Kruste ist dagegen bis 80 Kilometer mächtig. Da sie aus leichteren Gesteinen besteht, schwimmen Kontinente wie Fettaugen auf dem Erdmantel, einer extrem zähflüssigen Suppe aus Eisen- und Magnesiumhaltigen Mineralen. Die mehrlagige Mittelschale sorgt mit einer Walzbewegung für die Bewegung der Erdplatten.
In etwa 2900 Kilometern Tiefe beginnt der Kern, quasi das Fleisch der Suppe, das auf den Grund gesackt ist. Er besteht aus einer mehrlagigen, rotierenden Metallschmelze aus Eisen und Nickel.
Eine Reise ins Innere der Erde: Geht das überhaupt?
Der Vulkan Snaefell auf Island: Hier stiegen die Abenteurer aus Jule Vernes Roman "Die Reise zum Mittelpunkt der Erde" unter die Oberfläche. Doch geht das überhaupt?
Schalenaufbau der Erde: Darum ist sie im Innern immer noch heiß
Wenn du dich zum Zentrum der Erde buddeln möchtest, bekommst du schnell heiße Füße. Alle 100 Meter steigt die Temperatur um etwa drei Grad Celsius. Das ist praktisch, um geothermische Energie zu gewinnen, aber ein Problem im Bergbau. Im südafrikanischen Bergwerk "Mponeng", der tiefsten Goldmine der Welt, ist das Gestein in etwa 4000 Meter Tiefe über 60 Grad heiß. Klimaanlagen müssen die Luft auf 30 Grad absenken, damit die Bergleute keinen Hitzeschlag erleiden.
Viel weiter geht nicht: An der Grenze zum Erdmantel steigen die Temperaturen schon auf mehrere Hundert Grad, im Kern glüht es über 6000 Grad - heißer als die Sonnenoberfläche! Die Wärme stammt von der Resthitze aus der Erdentstehungszeit und der Zerfallswärme fein verteilter radioaktiver Elemente.
Aufbau der Erde: Wie Geologen in die Erde schauen
🙊 Geolog:innen wissen erstaunlich gut, wie die Erde im Inneren aussieht. Denn die Erde selbst verrät ihre tiefsten Geheimnisse.
👓 Wenn sich Gebirge wie die Alpen auffalten, gelangen Gesteine aus Dutzenden Kilometer Tiefe an die Oberfläche. Durch solche "geologischen Fenster" können Erdwissenschaftler manchmal sogar direkt in den Erdmantel schauen.
🕳️ Weil Wissenschaftler:innen selbst nur begrenzt vor Ort nachschauen können (siehe Temperatur-Problem oben), bleibt ihnen nur übrig, tiefe Löcher zu bohren, Bohrkerne zu ziehen und Messsonden hinabzulassen.
🏆 Die tiefste Bohrung der Welt auf der russischen Halbinsel Kola erreichte 1989 eine Tiefe von 12.262 Metern "Teufe" (Fachwort der Bohrleute). Knackpunkt: Selbst solch tiefe Bohrungen piksen die Erdkruste nur an.
🔎 Geophysiker:innen schauen daher oft mit indirekten Methoden tiefer in die Erde. Am weitesten verbreitet ist die Seismik. Dabei erzeugen sie an einem Ort "künstliche Erdbeben-Wellen" und analysieren an einem anderen Ort die an den verschiedenen Erdschichten reflektierten Wellen.
Die tiefste Bohrung Deutschlands
Wusstest du, ...
⚛️ dass die Erdkruste fast zur Hälfte aus Sauerstoff besteht? Sie ähnelt einer dicken Schicht aus Sauerstoffatomen, in deren Lücken häufig schwere Metallatome stecken.
Bohrkerne: Proben aus der Tiefe
Schätze aus der Tiefe: Was alles in der Erde steckt
Aufbau unseres Planeten: Könntest du zum Mittelpunkt der Erde reisen?
Häufig sprudeln uns die Schätze der Erde glasklar entgegen, wie hier die aus 50 Meter Tiefe stammende sprudelnde Karstquelle "Syri i Kaltër" in Albanien.
Decken Sedimente gestorbene Tiere sanft zu, können Paläontolog:innen sie Millionen Jahre später wie hier 2017 in China ausgraben. Geraten sie zu tief, werden sie vom Gesteinsdruck zermahlen.
Werden Wälder von Sedimenten begraben, verwandeln sie sich in Kohle. Bei leichtem Gesteinsdruck entsteht die lockere Braunkohle wie die im Tagebau Garzweiler.
Mit heißem Wasser aus Tausenden Meter Tiefe lassen sich wie hier im bayerischen Kirchwaidach geothermische Kraftwerke betreiben.
Steinkohle: Wird die Kohle in noch größerer Tiefe weiter zusammengepresst, entsteht Steinkohle ("schwarzes Gold").
Erdöl und Erdgas finden sich ebenfalls in der Erdkruste, Reste von abgestorbenen Meeres-Kleinstlebewesen. Ärgerlich: Häufig wird Gas wie hier in Nigeria bei der Förderung einfach abgefackelt.
Gold gibt die Erde nur sehr sparsam raus. Es findet sich als "Flußseife" in Bächen und fein verteilt in Gesteinen.
Dieser 100 Karat-Diamant stammt aus Kanada. Er besteht aus Kohlenstoff, der in der Tiefe zusammengepresst wurde.
Immer in Bewegung: Wie der Erdmantel dafür sorgt, dass die Kruste wandert
Der Erdmantel wirkt zwar fest, aber nur in der Momentaufnahme: Über längere Zeiträume bewegt sich der zähflüssige Mantel doch. Wie riesige Walzen sorgt seine Bewegung dafür, dass die Erdplatten über die Oberfläche wandern (hier im Film im Zeitraffer zu erkennen).
An den Bruchstellen der mittelozeanischen Rücken strömt flüssige Lava nach oben und bildet neue Kruste. An anderen gleitet eine Platte unter die andere und wird im Mantel aufgelöst. Daher ist ozeanische Kruste in der Regel nicht älter als ein paar Millionen Jahre.
Diese Plattentektonik passiert nur im Zentimeter-Maßstab pro Jahr. Wir bemerken ihre Auswirkungen an den Plattenrändern lediglich in Form von Vulkanen und Erdbeben.
Externer Inhalt
Geologen-Post aus der Tiefe
Manchmal reißen Lavaröhren aus Dutzenden Kilometern Tiefe Gesteinsbrocken mit sich. Daher wissen wir, dass der Erdmantel aus Peridotit besteht - ein grün schimmerndes Gestein.
Die häufigsten Fragen zum Aufbau der Erde
Die Erde besteht grob gesagt aus drei Schalen: Kruste, Mantel und Kern, abgegrenzt durch unterschiedliche Zusammensetzung, Temperaturen und Fließfähigkeit.
Es gibt zwei Typen von Erdkruste: Die ozeanische Kruste besteht aus dunklem Basalt und ist etwa acht Kilometer dick. Sie entsteht in den mittelozeanischen Rücken, an denen sie zwei Erdplatten auseinander drückt. Die kontinentale Kruste ist bis zu 80 Kilometer mächtig und besteht aus einer Vielzahl unterschiedlicher Gesteine.
Das Erdinnere besteht aus Gestein und Metall. Die oberen Erdschalen enthalten vergleichsweise leichte Minerale. Richtung Zentrum werden die Bestandteile immer schwerer (eigentlich: ihre Dichte). Der Erdkern besteht aus reinem Eisen und Nickel.