Erdmantel

Die Funktion des Erdmantels für das Sonnensystem

Im Kontext des Sonnensystems spielt der Erdmantel eine entscheidende Rolle, da er zur Temperaturkontrolle und Stabilität der Erde beiträgt.

Erdmantel einfach erklärt - eine kurze Einführung

Beim Erdmantel handelt es sich um eine feste, aber plastische Schicht. Er wird in den oberen Mantel und den unteren Mantel unterteilt, getrennt durch die sogenannte Übergangszone.

• Der obere Erdmantel erstreckt sich von der Mohorovičić-Diskontinuität (oder kurz Moho, die die Erdkruste vom Erdmantel trennt) bis in eine Tiefe von etwa 410 Kilometern. Magma, welches in Vulkanen an die Oberfläche kommt, stammt meist aus dem oberen Mantel.
• Der untere Erdmantel erstreckt sich von der Untergrenze der Übergangszone bis hin zur Gutenberg-Diskontinuität (oder G-Diskontinuität), welche die Grenze zum äußeren Erdkern markiert, in einer Tiefe von etwa 660 bis 2900 Kilometer.

Der Aufbau des Erdmantels

Nimmst du eine Zwiebel, lässt dich jeder Schnitt in eine tiefere Schicht blicken, ähnlich verhält es sich mit dem Erdmantel. Der Erdmantel ist der Teil der Erde, der sich zwischen der Erdkruste und dem Erdkern erstreckt und ist, im Gegensatz zur Erdkruste und zum Erdkern, relativ gleichförmig zusammengesetzt. Im Wesentlichen besteht er aus Gesteinen, die reich an Silikaten sind.

Oberer Erdmantel - unmittelbar unter der Erdkruste

Der obere Erdmantel beginnt dort, wo die Erdkruste endigt, an einer Grenze, die als Mohorovičić-Diskontinuität bekannt ist. Diese diskontinuität ist die Trennlinie zwischen Erdkruste und Erdmantel und wurde nach dem kroatischen Seismologen Andrija Mohorovičić benannt, der sie entdeckte.

Die Gesteine des oberen Erdmantels sind überwiegend Peridotite, die aus Mineralen wie Olivin und Pyroxen bestehen. Der obere Erdmantel erstreckt sich bis zu einer Tiefe von etwa 410 Kilometern unter der Erdoberfläche. Hier beginnt die sogenannte Übergangszone zum unteren Mantel. Im oberen Mantel bewegen sich die Erdplatten, was zu tektonischen Aktivitäten wie Erdbeben und Vulkanismus führt.

Unterer Erdmantel - der Weg zur Erdmitte

Unterhalb der Übergangszone beginnt der untere Earthemantel. Dieser erstreckt sich bis zu einer Tiefe von etwa 2900 Kilometern. In dieser Region des Erdmantels überwiegen Mineralien wie Bridgmanit und Ferroperiklas, die durch starken Druck bei hohen Temperaturen entstehen.

Obwohl der untere Erdmantel aus ähnlichen Materialien wie der obere Erdmantel besteht, ändern sich die Eigenschaften dieser Materialien unter dem extremen Druck und den hohen Temperaturen. Der untere Erdmantel ist starrer und weniger plastisch als der darüber liegende obere Mantel. Tiefer gelegene Bereiche sind in permanenter Bewegung und komplexen Konvektionsströmungen unterworfen.

Erdmantel Schichten

Eine detaillierte Betrachtung des Erdmantels zeigt eine Ergänzung zum allgemeinen Modell von oberem und unterem Mantel. So ermöglicht es die Seismologie, weitere Unterteilungen vorzunehmen:

• Die asthenosphärische Schicht, die sich von 100 bis 350 Kilometern erstreckt, ist eine Zone geringerer Härte und spielt eine wichtige Rolle in der Plattentektonik, da sich hier die tektonischen Platten quasi "auf ihr abstützen" können.
• Die lithosphärische Schicht, die ersten 100 Kilometer unter der Erdoberfläche, umfasst die äußere Erdkruste sowie den obersten Teil des Erdmantels.

Unterschiede in Resonanzfrequenzen, die von Seismographen aufgezeichnet werden, weisen auf deutliche Trennungen zwischen diesen Schichten hin. By using seismic wave measurements, scientists can establish models for mantle’s properties at various depths, helping us understand the dynamic mechanism much better.

Eigenschaften des Erdmantels

Denken wir an den Erdmantel, so stellen sich Fragen zu seiner Dicke, seiner Temperatur und Spannungen seiner Erforschung. Alle diese Aspekte erzählen uns mehr über diesen faszinierenden Teil der Erde, der eine wichtige Rolle in physischen und geodynamischen Prozessen spielt.

Erdmantel Temperatur

Die Temperatur im Erdmantel hängt von der Tiefe und der geologischen Aktivität ab. Generell gilt, je tiefer man unter die Erdoberfläche gelangt, desto höher die Temperatur. Dies liegt an der erhöhten radioaktiven Zersetzung und dem Druck, der Wärme erzeugt.

Die Temperatur am oberen Rand des Erdmantels liegt etwa bei 500 bis 900 Grad Celsius. Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur an. In der Übergangszone, die in einer Tiefe von 400 bis 700 Kilometer liegt, wird es schon etwa 1.000 bis 1.500 Grad heiß. Am unteren Rand des Erdmantels, der an den äußeren Erdkern grenzt, kann die Temperatur sogar auf über 4.000 Grad Celsius ansteigen, nahe der Temperatur an der Oberfläche der Sonne.

Erdmantel Dicke - Wie dick ist der Erdmantel wirklich?

Die Dicke des Erdmantels beträgt etwa 2.900 Kilometer und stellt damit den größten Teil der Erde dar. Um ein bisschen Kontext zu geben, die durchschnittliche Dicke der Erdkruste beträgt nur etwa 30 Kilometer.

Er besteht aus zwei Hauptteilen, dem oberen und dem unteren Erdmantel. Der obere Erdmantel reicht von der Mohorovičić-Diskontinuität an der Unterseite der Erdkruste bis in eine Tiefe von etwa 410 Kilometern. Der untere Erdmantel erstreckt sich von dort bis zu der Gutenberg-Diskontinuität, die den Erdmantel vom Erdkern abgrenzt.

Erdmantel Bohrung

Die Durchführung einer Erdmantel Bohrung stellt eine der großen Herausforderungen in der Geowissenschaft dar. Bis heute ist es noch nicht gelungen, bis in den Erdmantel vorzudringen. Der tiefste Punkt, der bisher erreicht wurde, liegt in der Kola-Superdeep-Bohrung in Russland mit einer Tiefe von 12 Kilometern.

Trotzdem haben Wissenschaftler wertvolle Erkenntnisse über die Zusammensetzung des Erdmantels gewonnen. Eine Quelle von Information sind Peridotite, Gesteine die aus dem Erdmantel stammen und etwa 40 Kilometer unter der Erdoberfläche gefunden werden können. Außerdem geben Kimberlite, vulkanische Gesteine, die zu den tiefsten der Erde zählen und Diamanten enthalten können, Aufschluss über den Erdmantel.