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Woher wissen wir, wie es im Erdinneren aussieht?

Die Antwort kommt von Sonja Wadas, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik in Hannover.

Das tiefste Bohrloch der Welt befindet sich auf der Halbinsel Kola im Norden Russlands und ist 12.262 Meter tief. Der innere Erdkern - also der Mittelpunkt der Erde - liegt in etwa 6400 Kilometern Tiefe. Eine Tiefe, die wir mit Bohrungen nie erreichen werden.

Schon am Boden des zwölf Kilometer tiefen Lochs herrschen 300 Grad Celsius, und der Druck ist viel höher als an der Oberfläche. Je tiefer wir kommen, desto heißer und fester werden die Gesteine der Erdkruste.

Im Erdinneren ist es so heiß wie auf der Sonne

Im Erdkern herrschen Temperaturen von mehr als 6000 Grad - so heiß wie auf der Sonnenoberfläche. Dort ist der Druck so gewaltig, dass der innere Erdkern zu einem glühenden Eisenball zusammengepresst wird. Der Druck verhindert, dass der innere Kern schmilzt. Normalerweise schmilzt Metall bei 1500 Grad.

Wie es in diesen Tiefen der Erde genau aussieht, können wir nur indirekt untersuchen. Bei Vulkanausbrüchen etwa wird heißes Material aus dem Erdmantel nach oben geschleudert. Nach dem Abkühlen können wir die Lava untersuchen und erfahren so viel über die Zusammensetzung der Erdschichten.

Eine Art Röntgenbild unseres Planeten

Ein genaueres Bild vom Aufbau erhalten wir mittels Geophysik, zum Beispiel durch die Untersuchung von Erdbebenwellen. Untersucht man ihren Verlauf, erhält man eine Art Röntgenbild der Erde.

Und so funktioniert es: Die Erschütterungen eines Erdbebens breiten sich wie Schallwellen in der Luft weit in die Erde hinein aus. In hartem Material breiten sie sich schneller aus als in weichem. Die Wellen und ihr Verlauf werden weltweit mit empfindlichen Seismographen aufgezeichnet.

Die Geschwindigkeiten der seismischen Wellen können Anhaltspunkte liefern, wie fest, dick- oder dünnflüssig die einzelnen Erdschichten in der Tiefe sind. Diese und verwandte geophysikalische Methoden wie die Seismik helfen uns dabei, den Aufbau unserer Erde besser zu verstehen.

Wie das Erdmagnetfeld entsteht

Zum Beispiel ist nur der innere Kern der Erde fest. Der äußere Kern ist etwa 2000 Kilometer dick und besteht hauptsächlich aus geschmolzenem Eisen, das ständig in Bewegung ist. Heißes Material steigt auf, kühlt sich ab und sinkt wieder ab.

Konvektionsströmungen, also langsame Wärmeströme aufgrund der Temperaturunterschiede, erzeugen wie bei einem Dynamo ein gewaltiges Magnetfeld. Das umgibt unseren Planeten und schützt ihn vor gefährlicher Strahlung aus dem Weltall, vor allem von der Sonne. Ohne dieses Magnetfeld gäbe es kein Leben auf der Erde.

Interessanterweise kühlt sich der Erdkern ab und gibt Wärme ab - wenn auch sehr langsam. So könnte es sein, dass in einigen Milliarden Jahren auch der äußere Erdkern erstarrt und damit das Magnetfeld zusammenbricht.

Derartige Konvektionsströme dienen im Erdmantel als Motor für einige der wichtigsten Prozesse der Erde, die den Lebensraum des Menschen direkt beeinflussen. Ohne das dynamische Erdinnere gäbe es keine Plattentektonik und weder Erdbeben noch Vulkane. Insgesamt gibt es aber noch viele offene Fragen, was das Innere der Erde und ihren tiefen, aber auch oberflächennahen Aufbau betrifft.

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