Die Asthenosphäre, ihre Beziehung zur Lithosphäre und ihre Bedeutung für das Sonnensystem sind zentrale Themen, die in diesem Artikel detailliert untersucht werden. Lerne mehr über die Eigenschaften, den Zustand und die Dimensionen der Asthenosphäre und erfahre, warum die Erforschung dieser elastischen Schicht unterhalb der Erdkruste für jeden Geographiestudenten von entscheidender Bedeutung ist.
Asthenosphäre: Definition und einfache Erklärung
In der Geographie ist das Verständnis der verschiedenen Schichten unserer
Erde sehr wichtig. Eine dieser bedeutsamen Schichten ist die sogenannte
Asthenosphäre.
Die Asthenosphäre ist die Zone im oberen Mantel der Erde, die direkt unter der Lithosphäre liegt. Sie erstreckt sich von etwa 100 Kilometern bis zu 700 Kilometern unter der Erdoberfläche.
Die Asthenosphäre ist teilweise geschmolzen, mit Temperaturen, die von 1.300 Grad Celsius bis zu 2.200 Grad Celsius reichen. Diese hohen Temperaturen verleihen ihr eine geringe Viskosität, was sie plastischer und weniger starr als die auf ihr aufliegende Lithosphäre macht.
Du kannst dir das Verhalten der Asthenosphäre wie Honig vorstellen. Wenn du einen Löffel in ein Glas Honig steckst und drehst, wird der Honig fließen und sich um den Löffel herum bewegen. Genauso geht es der Asthenosphäre, wenn die Platten der Lithosphäre auf ihr bewegen.
Was ist die Asthenosphäre?
Die Asthenosphäre wird manchmal auch als "die weiche Schicht" bezeichnet. Ihr Name kommt vom griechischen "asthenēs" was "schwach" bedeutet und "sphaira", was "Kugel" bedeutet.
- Sie besteht hauptsächlich aus Peridotit, ein ultramafisches Gestein.
- Die Teilchengröße in der Asthenosphäre variiert, sie kann sowohl aus großen, festen Gesteinsstücken als auch aus kleinen Partikeln bestehen.
- Die Asthenosphäre gilt als semi-plastische Region, da sie sowohl feste als auch flüssige Eigenschaften hat.
Es ist interessant zu wissen, dass die Asthenosphäre auch eine Rolle bei der Entstehung von Erdbeben und Vulkanen spielen kann. Da sich die Lithosphäre auf der Asthenosphäre bewegt, kann der resultierende Druck dazu führen, dass die Lithosphärenplatten aneinander reiben, sich verhaken oder auseinander bewegen, was zu Erdbeben und vulkanischer Aktivität führen kann.
Warum ist die Asthenosphäre wichtig für das Sonnensystem?
Die Asthenosphäre spielt eine entscheidende Rolle in der Bewegung der tektonischen Platten. Die Bewegungen dieser Platten in der Lithosphäre verursachen
Erdbeben, formen Berge und eröffnen Ozeanschlitze - all das hat einen großen Einfluss auf unser Leben und die Landschaft unseres Planeten.
Tektonische Platten sind große Teile der Lithosphäre unserer Erde, die sich langsam über die zugrunde liegende Asthenosphäre bewegen. Es gibt sieben Hauptplatten und viele kleinere.
- Afrikanische Platte
- Australische Platte
- Antarktische Platte
- Eurasische Platte
- Nordamerikanische Platte
- Pazifische Platte
- Südamerikanische Platte
Asthenosphäre: Eine visuelle Erklärung
Eine graphische Darstellung der Asthenosphäre kann helfen, die Lage dieser wichtigen Schicht besser zu verstehen. Es ist wichtig zu beachten, dass die Stärke der Asthenosphäre aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen und Druckverhältnisse variiert.
Stelle dir die Erde als einen Apfel vor. Die Haut des Apfels repräsentiert die Lithosphäre, während das Fruchtfleisch direkt unter der Haut die Asthenosphäre darstellt. Der Kern des Apfels könnte den inneren Mantel und den Kern der Erde repräsentieren.
Asthenosphäre vs Lithosphäre
Die
Lithosphäre ist die oberste Schicht der
Erde, die aus der Kruste und dem oberen Teil des Mantels besteht. Im Gegensatz dazu, befindet sich die Asthenosphäre direkt unterhalb der Lithosphäre und ist Teil des oberen Mantels. Es gibt einige grundlegende Unterschiede zwischen diesen beiden Schichten.
Die Lithosphäre ist die starre, äußerste Schicht der Erde, die aus der Erdkruste und dem oberen Mantel besteht. Sie ist im Durchschnitt etwa 100 Kilometer dick, in manchen Gebieten kann sie aber auch bis zu 200 Kilometer dick sein. Im Gegensatz zur Asthenosphäre ist sie nicht plastisch und bewegt sich als Ganzes auf der Asthenosphäre.
Die Asthenosphäre ist die Zone im oberen Mantel der Erde, die direkt unter der Lithosphäre liegt. Sie ist nicht starr, sondern verhält sich plastisch und kann sich, durch teilweises Aufschmelzen, verformen. Die Temperaturen in der Asthenosphäre können bis zu 1.300 Grad Celsius erreichen.
Hier sind einige Schlüsselunterschiede zwischen der Lithosphäre und der Asthenosphäre:
- Die Lithosphäre ist starr und bruchig, während die Asthenosphäre teilweise geschmolzen und plastisch ist.
- Die Lithosphäre besteht aus der Erdkruste und den obersten Teilen des Mantels. Die Asthenosphäre hingegen ist ein Teil des oberen Mantels.
- Die Lithosphäre liegt über der Asthenosphäre, und ihre tektonischen Platten "schwimmen" auf der Asthenosphäre.
- Die Asthenosphäre spielt eine entscheidende Rolle bei der Plattentektonik, denn die Platten der Lithosphäre bewegen sich auf der Asthenosphäre.
Wie die Asthenosphäre die Lithosphäre beeinflusst
Als semi-plastische Schicht trägt die Asthenosphäre dazu bei, dass die tektonischen Platten der Lithosphäre sich bewegen können. Diese Bewegung ist verantwortlich für viele geologische Ereignisse und Phänomene auf der Erdoberfläche wie
Erdbeben,
Vulkanismus und
Gebirgsbildung.
Die Bewegung der Lithosphäre auf der Asthenosphäre wird als Plattentektonik bezeichnet. Dieser Prozess erklärt, wie Landmassen sich bewegen und interagieren, was zur Bildung von Gebirgen, Ozeanbecken und anderen wichtigen geologischen Strukturen führt.
Die semi-plastische Konsistenz der Asthenosphäre ermöglicht es der Lithosphäre, sich mithilfe konvektiver Strömungen zu bewegen. Konvektionsströmungen werden durch die Hitze im Erdinneren erzeugt, die das Material in der Asthenosphäre erwärmt. Wenn dieses Material erwärmt wird, dehnt es sich aus und steigt auf, wodurch es die tektonischen Platten der Lithosphäre verschiebt.
Sowohl die Asthenosphäre als auch die Lithosphäre spielen eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Oberfläche unseres Planeten. Ihr Zusammenspiel wirkt sich auf alles aus, von der Landformung bis zur Entstehung von Vulkanen und Erdbeben.
Eigenschaften und Zustand der Asthenosphäre
Die Asthenosphäre ist eine außergewöhnliche Schicht des Erdinneren, die zwischen der Lithosphäre und dem tieferen Mantel liegt. Ihre Eigenschaften und ihr Zustand sind fundamental für die Dynamik der Erde, da sie die Bewegung der tektonischen Platten ermöglicht.
Ist die Asthenosphäre flüssig oder fest?
Beim Zustand der Asthenosphäre handelt es sich um eine der faszinierendsten Fragen in der Geowissenschaft. Ist sie flüssig oder fest? Die Antwort lautet: Keines von beiden - sie ist eher als viskoplastisch oder semi-flüssig zu beschreiben. Die Asthenosphäre besteht aus Gestein, das unter dem Druck hoher Temperaturen und geologischer Kräfte teilweise aufgeschmolzen ist. Dieses teilweise geschmolzene Gestein verhält sich plastisch, was bedeutet, dass es zwar Form behält, aber auch fließen kann, wenn es unter Druck gesetzt wird. D
ie Fähigkeit der Asthenosphäre, sich zu verformen und zu fließen, wird als asthenosphärische Fließfähigkeit bezeichnet. Dieses Phänomen wird durch die Gleichung \[ \text{{Fließgeschwindigkeit}} = \frac{{\text{{angewendete Kraft}}}}{{\text{{Viskosität des Materials}}}} \] beschrieben. Die Fließgeschwindigkeit hängt also direkt von der angewendeten Kraft und der Viskosität des Materials ab. In der Asthenosphäre ist die Viskosität aufgrund der hohen Temperaturen und des Drucks herabgesetzt, was das Fließen des Materials ermöglicht. Diese semi-flüssige Beschaffenheit ist entscheidend für die Dynamik der tektonischen Platten. Die Platten der Lithosphäre "schwimmen" auf der Asthenosphäre und bewegen sich aufgrund von Konvektionsströmen im Gestein.
Temperatur in der Asthenosphäre
Die Temperaturen in der Asthenosphäre sind besonders hoch, was bei der Bildung ihres semi-flüssigen Zustands eine wichtige Rolle spielt. Die genaue
Temperatur variiert je nach Tiefe und geographischer Lage, aber Wissenschaftler schätzen, dass sie zwischen 1.300 Grad Celsius und 2.200 Grad Celsius liegt. Es ist wichtig zu beachten, dass die hohen Temperaturen in Kombination mit dem Druck dazu führen, dass ein Teil des Gesteins in der Asthenosphäre schmilzt und eine viskoplastische Konsistenz annimmt. Es handelt sich dabei um einen Zustand zwischen fest und flüssig, der das Fließen des Materials ermöglicht. Um das Gestein in der Asthenosphäre zu schmelzen, müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein. Ein wichtiger Begriff, der mit diesem Prozess verbunden ist, ist die sogenannte Schmelztemperatur. Sie bezeichnet den Punkt, an dem ein Festkörper bei ausreichender Wärmezufuhr zu schmelzen beginnt. Die Schmelztemperatur eines Materials kann durch den Druck beeinflusst werden. Aufgrund des hohen Drucks in der
Erde erhöht sich die Schmelztemperatur des Gesteins. Jedoch ermöglicht die Zunahme der
Temperatur mit der Tiefe das Schmelzen des Gesteins und die Bildung der teilweise geschmolzenen, plastischen Asthenosphäre.
Tiefe und Dicke der Asthenosphäre
Die Asthenosphäre ist eine der kritischsten Schichten im
Aufbau der Erde. Ihre Positionierung und Dimension beeinflussen eine Reihe von geologischen Prozessen, darunter die Dynamik der tektonischen Platten.
Wie tief liegt die Asthenosphäre?
Die Asthenosphäre beginnt dort, wo die
Lithosphäre endet. Die Tiefe, in der die Asthenosphäre beginnt, ist jedoch nicht konstant und variiert je nach geographischer Lage und Art der Erdoberfläche. In Ozeanbereichen kann sie bereits in Tiefen von etwa 60 Kilometern auftreten, während sie unter Kontinenten typischerweise in Tiefen zwischen 100 bis 200 Kilometern beginnt. Das Ende der Asthenosphäre markiert den Übergang zum unteren Mantel und liegt in einer geschätzten Tiefe von rund 700 Kilometern. Diese Transition wird als Repetti-Grenze bezeichnet und zeigt sich durch einen deutlichen Anstieg der seismischen Geschwindigkeiten. Dieser Anstieg ist ein Indikator für deutliche physikalische und chemische Änderungen im Mantelmaterial.
Wie dick ist die Asthenosphäre und warum ist sie so?
Die Dicke der Asthenosphäre variiert aufgrund von Unterschieden in Temperatur und Druck, die von geographischer Lage und Tiefe abhängen. Durchschnittlich beträgt die Dicke der Asthenosphäre etwa 600 Kilometer. Die Plastizität der Asthenosphäre ist eine direkte Folge der hohen Temperaturen und Drücke in dieser Tiefe. Diese Bedingungen ermöglichen ein teilweises Aufschmelzen des Mantelgesteins, welches über die Dicke der Asthenosphäre gleichmäßig verteilt ist. Die Dicke der Asthenosphäre ist fundamental für ihre Rolle in der
Plattentektonik. Eine dickere Asthenosphäre kann stärkere konvektive Ströme aufrechterhalten, die die Bewegung der tektonischen Platten antreiben. Die genaue Dicke der Asthenosphäre ist jedoch schwer zu bestimmen. Seismische Messungen und Modellierungen liefern Schätzungen, aber die genaue Dicke kann örtlich variieren und hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter die geothermische Gradienten, die Zusammensetzung des Mantels und die lokale tektonische Aktivität.
Die Fließverformung der Asthenosphäre ist ein Schlüsselmechanismus für die Bewegung der tektonischen Platten und ihre Interaktionen, die zu Phänomenen wie Erdbeben und Vulkanismus führen. Das Verständnis der genauen Tiefe und Dicke der Asthenosphäre ist daher essentiell, um diese Prozesse besser zu verstehen.
Asthenosphäre - Das Wichtigste
- Definition der Asthenosphäre: Die Asthenosphäre ist eine Schicht im oberen Mantel der Erde, die sich direkt unter der Lithosphäre befindet und sich etwa 100 bis 700 Kilometer unter der Erdoberfläche erstreckt.
- Zustand der Asthenosphäre: Die Asthenosphäre ist teilweise geschmolzen und verfügt aufgrund hoher Temperaturen von 1.300 bis 2.200 Grad Celsius über eine geringe Viskosität, was sie plastisch und weniger starr als die Lithosphäre macht.
- Material der Asthenosphäre: Die Asthenosphäre besteht hauptsächlich aus Peridotit und hat aufgrund ihrer teilweise flüssigen und festen Eigenschaften eine semi-plastische Beschaffenheit.
- Bedeutung der Asthenosphäre: Die Asthenosphäre spielt eine entscheidende Rolle in der Bewegung der tektonischen Platten und somit bei der Entstehung von Erdbeben, Vulkanen und der Formung der Erdoberfläche.
- Asthenosphäre vs Lithosphäre: Während die Lithosphäre die starrste und äußerste Schicht der Erde ist, befindet sich die Asthenosphäre darunter und ist plastisch, weniger starr und teilweise geschmolzen.
- Tiefe und Dicke der Asthenosphäre: Die Asthenosphäre beginnt etwa 100 bis 200 Kilometer unter der Erdoberfläche und ist im Durchschnitt etwa 600 Kilometer dick.
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