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Wusstest du, dass die Erde sich durch ihre eigenen Kräfte formt? Wie sie das macht und wie die Erde von innen aussieht, erfährst du in dieser Erklärung.
Geodynamische Prozesse sind die natürlichen Bewegungsvorgänge auf der Oberfläche und im Innern der Erde, die durch die Kraft der Hitze im Erdinneren verursacht werden.
Da bis zum heutigen Zeitpunkt nur 12 km tief in die Erde gebohrt werden konnte, können die geodynamischen Prozesse und der Aufbau der Erde nur mit indirekten Methoden gemessen werden. Dazu zählen das Berechnen von Erdbebenwellen.
Zu dem genauen Vorgang von Erdbeben gibt es eine seperate Erklärung!
Der Aufbau der Erde wird als Schalenbau bezeichnet, da sie in mehreren Schichten aufgebaut ist. Das kannst du dir wie bei einem Apfel vorstellen. Die Erde ist durch Diskontinuitäten – Grenzflächen– getrennt. Das heißt, dass sich die Erdbeschaffenheit zwischen den Schichten sprunghaft ändert. Die drei Hauptschichten sind die Kruste, der Mantel und der Erdkern. Innerhalb dieser Schichten gibt es aber noch zusätzliche Unterteilungen.
Zum Schalenaufbau der Erde kannst du mehr in einer anderen Erklärung erfahren.
Die Erdkruste ist die äußere Hülle der Erde und kann in zwei Typen unterteilt werden:
Die kontinentale Erdkruste besteht aus dem Gestein Granit und Gneis und ist durchschnittlich 35 km dick. An manchen Stellen, zum Beispiel im Himalaya Gebirge, kann sie sogar 70 km betragen. An diesen untersten Stellen der Erdkruste kann ihre Temperatur schon bis zu 1100 °C betragen.
Die ozeanische Erdkruste ist dagegen durchschnittlich nur 8 km dick, ihre mächtigsten Stellen betragen 20 km. Sie besteht aus Basalt und Gabbro, welche eine höhere Dichte als das Gestein der kontinentalen Erdkruste haben.
Der Unterschied zwischen den Dichten der Erdkrusten spielt eine einflussreiche Rolle in der Plattentektonik, die auch in dieser Erklärung gezeigt wird.
Unter der Erdkruste liegt der obere Erdmantel, der bis zu einer Tiefe von 700 km zu finden ist. Seine oberste Schicht besteht aus festem Gestein. Die Schicht darunter ist zähflüssige Magma. Diese entsteht dadurch, dass das Gestein bei den Temperaturen von 1200 - 1500 °C schmilzt und eine plastische Fließzone bildet.
Der untere Erdmantel schließt daran an und reicht bis zu 3000 km in die Tiefe. Er wirkt zwar fest, aber tatsächlich bewegt er sich – allerdings sehr langsam. Die Temperaturen im unteren Erdmantel steigen auf 1900 - 3700 °C an.
Der äußere Erdkern darunter ist flüssig und endet teilweise erst bei einer Tiefe von 5000 km. Er besteht überwiegend aus Eisen und Nickel und hat Temperaturen von 3000° - 5000 °C.
Der innere Erdkern beginnt ab einer Tiefe von 5000 km und reicht bis zum Erdmittelpunkt bei 6371 km. Seine Zusammensetzung ist ebenfalls Eisen und Nickel und im Inneren wird er bis zu 5700 °C heiß. Der radioaktive Zerfall von Uran kreiert hier die Hitze, welche von innen heraus alle anderen Erdschichten erwärmt.
Normalerweise schmelzen Eisen und Nickel, aus denen der Erdkern besteht, schon bei etwa 1500 °C. Der Erdkern ist trotz seiner Temperatur von 5000 °C fest, da der Druck im Erdinneren hoch genug ist. Dieser Druck lässt die Schmelztemperatur, also wann der Stoff zu schmelzen beginnt, höher werden.
Eine Übersicht zu der Tiefe, der Temperatur und dem Aggregatzustand der Schichten findest du in folgender Tabelle:
| Schicht | Tiefe | Temperatur | Aggregatzustand |
| kontinentale Erdkruste | bis 30 - 80 km | bis 1100 °C | fest |
| Ozeanische Erdkruste | bis 8 - 20 km | ||
| Oberer Mantel | bis 700 km | 1200 - 1500 °C | fest |
| zähflüssig | |||
| Unterer Mantel | bis 3000 km | 1900 - 3700 °C | fast fest |
| Äußerer Kern | bis 5000 km | 3000 - 5000 °C | flüssig |
| Innerer Kern | ab 5000 km | bis 5700 °C | fest |
Zwar forschen Wissenschaftler noch immer an der detaillierten Entstehung des Erdmagnetismus, allerdings ist klar, dass sein Ursprung im Erdkern ist. Das im Erdkern vorhandene Eisen ist ein leitendes Metal und im äußeren Erdkern flüssig. Dadurch entsteht eine Spannung, die einen elektronischen Strom erzeugt und das Magnetfeld der Erde kreiert.
Zum Thema Erdmagnetismus gibt es eine eigene Erklärung.
Plattentektonik ist die Lehre über die Verteilung und Verschiebung der Erdplatten. Sie ist ein geodynamischer Prozess.
Die Oberfläche der Erde besteht aus mehreren Erdplatten, die auch Lithosphärenplatten oder Kontinentalplatten genannt werden. Davon sind 7 große Kontinentalplatten, die du in der Abbildung 2 sehen kannst.
Die Verschiebung dieser Erdplatten nennt man dann Plattentektonik. Es gibt drei verschiedene Arten der Krustenbewegung:
Die Divergenz findet an den mittelozeanischen Rücken im Ozean statt, an denen zwei Platten aufeinander treffen. Dort steigt heißes Gestein an die Oberfläche und bildet dort neuen Meeresboden. Diese divergierenden Plattengrenzen lassen die Platten somit an diesen Enden wachsen.
Durch dieses Wachsen trifft die andere Seite der Platte auf die Grenze einer kontinentalen Platte. Da die ozeanische Platte eine höhere Dichte als die kontinentale Platte hat, taucht sie unter. Sie versinkt im Erdmantel und wird durch die Hitze im Erdinneren zu Magma geschmolzen. Dieser Vorgang wird Subduktion genannt.
Eine Transformationsstörung findet statt, wenn zwei Plattengrenzen aufeinandertreffen, ohne dass sie an der Stelle wachsen oder untertauchen. Sie gleiten dort horizontal aneinander vorbei, wodurch jedoch eine hohe Spannung entsteht, die bei einem schlagartigen Verschiebungssprung Erdbeben verursacht.
Zu der Plattentektonik gibt es eine eigenen Erklärung!
Lange Zeit ging man davon aus, dass die Bewegungen der Erdplatten durch ein Schrumpfen der Erde verursacht werden. In den 1960er Jahren wurde diese Theorie jedoch widerlegt, sodass heutzutage noch zwei Theorien bestehen:
Die Mantelkonvektion sind die langsamen Strömungen des Gesteins in der Mantelschicht der Erde, welche durch Wärmeübertragung ausgelöst werden.
Sie entsteht in der Mantelschicht der Erde und wird dadurch ausgelöst, dass die Erde den Temperaturunterschied zwischen dem heißen Kern und der abgekühlten Oberfläche ausgleichen möchte. Am unteren Ende der Schicht wird das Gestein erhitzt. Dadurch wird es leichter und steigt nach oben, wo es langsam wieder abkühlt. Durch seinen Aufstieg verdrängt es das abgekühlte Gestein an der Oberfläche, dieses wird nach unten gedrängt und dort wieder erhitzt. Somit entsteht ein Kreislauf, der die Plattentektonik verursacht.
Dieser Vorgang der Konvektion ist wie eine Suppe in einem heißen Kochtopf: Obwohl der Kochtopf nur an der Herdplatte erhitzt wird, ist die Suppe gleichmäßig heiß, da die heiße Suppe nach oben steigt und die kalte Suppe nach unten drängt.
Die Matelkonvektion wird in einer anderen Erklärung genauer beschrieben!
Der Kontinentaldrift ist die langsame Bewegung der Erdplatten, durch die sie sich teilen oder vereinen. Er wird auch Kontinentalverschiebung genannt.
Diese Theorie besagt, dass die Erdplatten aktiv sind, anstatt nur passiv auf dem Erdmantel aufzuliegen. Dabei wächst auf der einen Seite neues Gestein an die Platte, während sie auf der anderen Seite schwerer wird. Dieses Gewicht zieht die Erdplatte an der Seite nach unten und bewegt die gesamte Platte.
Es ist unklar, welche der beiden Theorien die ursprüngliche Entstehung der Krustenbewegungen auslöst. Die Theorien der Mantelkonvektion und des Kontinentaldrifts ergänzen sich jedoch gegenseitig.
Zu dem Kontinentaldrift erfährst du mehr in einer anderen Erklärung!
Außerdem lösen Geodynamische Prozesse auch den Gesteinskreislauf aus. Dazu gehört zum einen die Gebirgsbildung, aber auch das Abtauchen von den Gesteinen der Erdplatten, welche im Erdmantel erhitzt werden. Sie bilden die Quelle der Vulkane, welche das flüssige Gestein wieder an die Erdoberfläche befördern und die Bildung von neuem, festen Gestein verursachen.
Mehr Informationen über den Gesteinskreislauf erfährst du in einer anderen Erklärung.
Zu dem Gesteinskreislauf gehört die Gebirgsentstehung. Wenn zwei Kontinentalplatten aufeinander treffen, verursachen sie die Entstehung von Gebirgen wie der Himalaya oder die Alpen. Dieser Vorgang heißt Orogenese.
Über Gebirgsentstehung kannst du mehr in einer anderen Erklärung erfahren!
Alle oben genannten Vorgänge sind endogene geodynamische Prozesse, die im Inneren der Erde geschehen. Allerdings wird die Erde auch durch die exogenen geodynamische Prozesse geformt.
Exogene geodynamische Prozesse wirken von außen auf die Gestalt des Erdkörpers.
Die exogenen Faktoren der geodynamischen Prozesse sind zum Beispiel die Sonnenenergie, die Rotation der Erde und die Erosion durch Wind, Wasser und Eis.
Die 7 größten Erdplatten sind die
Pazifische Platte
Die Erdplatten bewegen sich durch die Magmaströme im Inneren der Erde, die durch Wärmeübertragung ausgelöst werden.
Sie verschieben sich durch die Neubildung einer Platte, das Absinken einer Platte unter eine andere oder durch das Aneinanderreiben von zwei Platten.
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