Wusstest Du, dass die Erde im Inneren heiß ist und Kräfte enthält, die das Äußere der Erde formen? Dabei kann die Kraft aus dem Erdinneren und so die Außengestalt der Erde verändern. Diese Vorgänge werden als geodynamische Prozesse bezeichnet. Wenn Du Dich genauer dafür interessierst, wie sich die Erde formt und wie sie von innen aussieht, dann lies gerne weiter.
Geodynamische Prozesse – Definition
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 separate Erklärung!
Geodynamische Prozesse – Geographie
Es gibt zwei verschiedene Arten von geodynamischen Prozessen: die endogenen Prozesse und die exogenen Prozesse.
Endogene geodynamische Prozesse
Die endogenen Prozesse werden in dieser Erklärung ausführlich beschrieben, da sie mit ihren starken Kräften einen großen Einfluss auf das Aussehen der Erde haben.
Endogene geodynamische Prozesse wirken von Innen auf die Gestalt des Erdkörpers.
Zu den endogenen Prozessen zählen die Plattenbewegungen im Erdkörper und die Bewegung von Gesteinen sowie Vulkanismus, der das Austreten von geschmolzenem Gestein an der Erdoberfläche bezeichnet.
Bei den endogenen Prozessen wird geschmolzenes Gestein durch den Vulkanismus an die Erdoberfläche gedrückt. An der Erdoberfläche kühlt das Magma ab. Dadurch wurde die Landschaft unserer Erde aus dem Erdinneren verändert. In der Vulkaneifel wurde durch endogene Prozesse eine bergige Landschaft kreiert. Das Land Island ist entstanden, weil Vulkane im Ozean wuchsen und so groß wurden, dass sie über die Meeresoberfläche ragen und das Inselland kreiert haben.
In der Erklärung Vulkanismus kannst Du mehr zum Thema erfahren.
Exogene geodynamische Prozesse
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 etwa die Sonnenenergie, die Rotation der Erde und die Erosion durch Wind, Wasser und Eis.
Exogene Prozesse formen die Gestalt der Erde von außen. An Meeresufern können durch die Erosion – Abtragung – von Wasser steile Klippen entstehen. Das Wasser schlägt dabei an die Steine des Ufers und reibt immer mehr Gestein ab. Im Laufe der Jahrhunderte und Jahrtausende bilden sich dadurch steile, glatt geschlagene Klippen.
Der Schalenaufbau der Erde
Der Aufbau der Erde wird auch als Schalenbau bezeichnet, da die Erde 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 Erdbeschaffenheit kann fest, flüssig oder sehr zähflüssig sein.
Die drei Hauptschichten des Schalenbaus sind:
- die Kruste
- der Mantel
- 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
Die Erdkruste ist die äußere Hülle der Erde und kann in zwei Typen unterteilt werden:
- die kontinentale Erdkruste
- die ozeanische Erdkruste
Die kontinentale Erdkruste besteht aus dem Gestein Granit und Gneis und ist durchschnittlich 35 km dick. An manchen Stellen, zum Beispiel im Himalaja Gebirge, kann die Erdkruste sogar 70 km dick sein. An diesen untersten Stellen der Erdkruste in einer Tiefe von 70 km 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.
Der Erdmantel
Unter der Erdkruste liegt der Erdmantel, der aus zwei Schichten besteht: dem oberen Erdmantel, welcher halb fest und halb flüssig ist, und dem unteren Erdmantel.
Der obere Erdmantel reicht in eine Tiefe von bis zu 700 km und besteht aus zwei Teilen. Der obere Teil besteht aus festem Gestein.
Der untere Teil des oberen Erdmantels ist zähflüssiges 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.
Mehr über Magma erfährst Du in einer separaten Erklärung.
Der Erdkern
Der Erdkern befindet sich im Zentrum des Erdkörpers. Er besteht aus zwei Teilen: dem äußeren und dem inneren Erdkern.
Der äußere Erdkern 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 |
Erdmagnetismus
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 Metall 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.
Geodynamik der Erdplatten – Plattentektonik
Die Geodynamischen Prozesse bewegen die Platten der Erde und sind somit Ursache der Plattentektonik.
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.
Die Verschiebung dieser Erdplatten nennt man dann Plattentektonik. Es gibt drei verschiedene Arten der Krustenbewegung:
- Divergenz
- Subduktion
- Transformationsstörung
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.
Die Theorien der Plattenbewegungen
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:
Mantelkonvektion
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.
Kontinentaldrift
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, leichtes Gestein. Das abgekühlte Gestein auf der anderen Seite der Platte ist schwerer. Dieses Gewicht zieht die Erdplatte an der einen 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!
Gesteinskreislauf
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.
Zu dem Gesteinskreislauf gehört die Gebirgsentstehung. Wenn zwei Kontinentalplatten aufeinandertreffen, verursachen sie die Entstehung von Gebirgen wie der Himalaja oder die Alpen. Dieser Vorgang heißt Orogenese.
Mehr Informationen über den Gesteinskreislauf und zur Gebirgsentstehung erfährst Du in einer anderen Erklärung.
Geodynamische Prozesse – Das Wichtigste
- Geodynamische Prozesse sind die natürlichen Bewegungsvorgänge der Erde
- Die Erde besteht aus einer Erdkruste, dem Erdmantel und dem Erdkern
- Die Erdkruste ist in viele Erdplatten aufgeteilt, 7 davon sind große Kontinentalplatten
- Die Plattentektonik, also die Bewegung der Erdplatten äußert sich durch:
- Divergenz (Neubildung einer Platte)
- Subduktion (Absinken einer Platte)
- Transformationsstörung (Aneinanderreiben von zwei Platten)
- 2 Theorien besagen die Ursache der Plattentektonik:
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