Lithosphäre

Forschende aus der Geographie und Geologie teilen in ihrer Forschungsarbeit das Erdsystem häufig in verschiedene Sphären ein, die sich durch unterschiedliche stoffliche oder materielle Eigenschaften auszeichnen, zum Beispiel Boden, Gestein, Wasser, Luft oder Eis. Einer dieser Sphären ist die Lithosphäre.

Aber was genau zeichnet die Lithosphäre aus? Wie unterscheiden sich Lithosphäre und Asthenosphäre?

Lithosphäre – Definition

Das Wort Lithosphäre leitet sich aus dem Griechischen ab. Wörtlich übersetzt meint es „steinerne Hülle“. Man bezeichnet die Lithosphäre deshalb auch als Gesteinssphäre.

Himmelskörper, und so auch die Erde, werden in verschiedene Sphären unterteilt, die sich in ihrer stofflichen und materiellen Beschaffenheit unterscheiden. Diese Sphären stehen in einer wechselseitigen Beziehung zueinander. Das heißt, sie beeinflussen einander.

Des Weiteren gibt es unter anderem noch die:

• Hydrosphäre
• Atmosphäre
• Biosphäre
• Kryosphäre

Bei der Lithosphäre handelt es sich um die bis zu 200 km dicke, feste Erdrinde. Sie umfasst also die kontinentale oder ozeanische Erdkruste und den äußeren Teil des Erdmantels, den man auch lithosphärischen Mantel nennt. Diese Sphäre ist aus einzelnen Platten zusammengesetzt, die auch als Lithosphärenplatten, tektonische Platten oder Kontinentalplatten bezeichnet werden.

Aufbau der Erde – Lithosphäre

Im Aufbau der Erde kann man die Lithosphäre finden. Würde man die Erde aufschneiden, könnte man viele verschiedene Schichten erkennen:

1. Die Erdkruste
2. Der Erdmantel
3. Der Erdkern

Die äußerste Schale ist die Erdkruste, auf der wir leben. Die Erdkruste ist ein Teil der Lithosphäre. Der andere Teil ist der feste Teil des Erdmantels.

Man unterscheidet zwei verschiedene Arten der Erdkruste: die ozeanische und die kontinentale Lithosphäre.

Ozeanische Lithosphäre

Die ozeanische Lithosphäre, auch ozeanische Kruste genannt, ist relativ homogen, also gleichmäßig aufgebaut. Sie besteht hauptsächlich aus Basalt und ist zwischen 50 und 100 km dick. Die Moho, das ist die Grenze zwischen der Erdkruste und dem Erdmantel, befindet sich zwischen 5 und 7 km Tiefe.

Kontinentale Lithosphäre

Die kontinentale Lithosphäre, auch als kontinentale Kruste bezeichnet, besteht im oberen Teil aus Granit und im unteren aus Basalt, beides vulkanische Gesteine. Sie kann 40 bis 200 km dick werden und ist damit deutlich stärker als die ozeanische Lithosphäre. Bei der kontinentalen Lithosphäre befindet sich die Moho unter Gebirgen in Tiefen von 30 bis 50 km.

Lithosphäre und Asthenosphäre

Lithosphäre und Asthenosphäre werden oftmals im Zusammenhang erwähnt. Denn die Lithosphäre wird von der Asthenosphäre unterlagert.

Asthenosphäre – einfach erklärt

Die Asthenosphäre einfach erklärt ist die zweitäußerste Schicht der Erde.

Beide Sphären weisen unterschiedliche Eigenschaften auf. Das unterschiedliche Verhalten beider Platten ist eine wesentliche Grundlage für die Prozesse der Plattentektonik.

Lithosphäre und Asthenosphäre – Eigenschaften

Lithosphäre und Asthenosphäre haben unterschiedliche Eigenschaften:

Tabelle 1. - Lithosphäre und Asthenosphäre – Eigenschaften

Lithosphärenplatten

Lithosphärenplatten sind Unterteilungen der Lithosphäre. Die Lithosphäre wird in sieben große Lithosphärenplatten unterteilt. Diese bestehen aus verschiedenen Anteilen an kontinentaler und ozeanischer Lithosphäre.

Es gibt folgende tektonische Platten:

• die Eurasische Platte
• die Nordamerikanische Platte
• die Südamerikanische Platte
• die Afrikanische Platte
• die Indisch-Australische Platte
• die Antarktische Platte
• die Pazifische Platte

Hinzu kommen noch weitere 40 kleinere Platten, wie zum Beispiel die Nazca-Platte oder die Philippinische Platte. Alle diese Platten liegen auf der Asthenosphäre auf und befinden sich in ständiger Bewegung, was aber in menschlichen Zeitmaßstäben kaum wahrnehmbar ist.

Lithosphärenplatten – Plattentektonik

Die Dynamik der Lithosphärenplatten bezeichnet man allgemein als Plattentektonik. Dabei liegt die Höchstgeschwindigkeit der Kontinentalplatten bei etwa 10 cm pro Jahr. Die Folge der Plattentektonik macht sich an allen Plattengrenzen durch Vulkanismus und Erdbeben bemerkbar.

Man unterscheidet hinsichtlich der Plattenbewegungen drei verschiedene Modi.

1. Konvergierende Platten

Bewegen sich zwei Platten aufeinander zu und stoßen zusammen, schiebt sich die eine Platte unter die andere. Es bilden sich Gebirge, Erdbeben und dadurch Vulkantätigkeiten und Tsunamis im Ozean.

2. Divergierende Platten

Bewegen sich zwei Platten voneinander weg, dann entstehen Grabenbrüche, Vulkanausbrüche und Erdbeben.

3. Transformstörung

Bewegen sich zwei Platten aneinander vorbei, kommt es durch die Reibung zu Erdbeben und seltener zu Gebirgsbildungen und Vulkanausbrüchen.

Lithosphäre – Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoff ist ein chemisches Element, das für alle Lebewesen wichtig ist und sich in einem ewigen Kreislauf bewegt. Der Hauptanteil des Kohlenstoffs befindet sich zu 99,8 % in der Lithosphäre. Der Kohlenstoff ist in der Lithosphäre in gebundener Form im Carbonatgestein und den fossilen Rohstoffen zu finden. Zwischen den Sphären Atmosphäre, Lithosphäre, Hydrosphäre, Pedosphäre und Biosphäre werden kohlenstoffhaltige Verbindungen ausgetauscht, weshalb man von einem Kohlenstoffkreislauf spricht.

Der Kohlenstoffkreislauf ist in sieben verschiedene kleine Teilschritte aufgeteilt:

1. Schritt

Der Kohlenstoff wird durch Pflanzen aufgenommen, die durch die Fotosynthese Glucose und Sauerstoff produzieren.

2. Schritt

Lebewesen, wie wir Menschen, benötigen Sauerstoff. Wir atmen Sauerstoff ein und atmen CO₂ wieder in die Atmosphäre aus.

3. Schritt

Wenn Tiere kohlenstoffhaltige Verbindungen nicht verwerten können, scheiden sie diese aus. Pilze und Bakterien können diese kohlenstoffhaltigen Verbindungen allerdings zersetzen, wodurch Methan entsteht, das nach einiger Zeit in der Atmosphäre in CO₂ umgewandelt wird.

4. Schritt

Das CO₂ kann sich allerdings auch als Gas im Wasser lösen und dann von Wasserpflanzen und Plankton aufgenommen werden. Diese betreiben Fotosynthese und werden dann von Wasserlebewesen gefressen, die das CO₂ wieder ausstoßen und kohlenstoffhaltige Verbindungen ausscheiden. Diese kohlenstoffhaltigen Verbindungen lagern sich auf dem Meeresgrund ab.

5. Schritt

Zwischen dem Land und den Gewässern kann CO₂ ausgetauscht werden, wenn Vögel die Wassertiere fressen.

6. Schritt

Löst sich CO₂ im Wasser als Gas, kann sich daraus Kalk bilden. Dieser Kalk sinkt auf den Meeresboden ab und wird Teil des Gesteins der Lithosphäre.

7. Schritt

Wenn die abgesunkenen Kohlenstoffverbindungen von Organismen nicht weiter abgebaut werden, entsteht nach langer Zeit Erdöl, Erdgas und Kohle. Wir Menschen bauen diese fossilen Rohstoffe wieder ab und verbrennen diese. Dadurch geben wir CO₂ in die Atmosphäre frei.