Geologie

Schalenbau der Erde


Schalenaufbau der Erde Gegenüber anderen anfänglichen Vorstellungen ist seit den bahnbrechenden geophysikalischen Untersuchungsergebnissen zu Beginn des letzten Jahrhunderts der Schalenbau der Erde gesichert.
Die bestehenden Schalen werden durch seismische Diskontinuitätsflächen (Unstetigkeitsflächen) innerhalb des Erdkörpers begrenzt. Solche Diskontinuitäten sind kenntlich an deutlichen Sprüngen der Laufzeitkurven der beiden wichtigsten Arten von P-Wellen und den S-Wellen. Man unterscheidet P-Wellen, Longitudinalwellen, bei denen die Wellen in ihrer Fortpflanzungsrichtung schwingt, von S-Wellen, den Transversalwellen, bei denen die Welle senkrecht zu ihrer Fortpflanzungsrichtung schwingt. Die am besten ausgeprägten Diskontinuitäten lassen eine deutliche Dreigliederung des Erdkörpers erkennen: Erdkruste, Erdmantel und Erdkern. Durch weitere, später entdeckte Unstetigkeiten läßt sich eine weitergehende Untergliederung vornehmen: Erdkruste, Oberer Erdmantel, Übergangszone (Mesosphäre), Unterer Erdmantel, Äußerer Erdkern und Innerer Erdkern.

Dichte bzw. seismische Geschwindigkeit gegen die Tiefe aufgetragen
Als Erdkruste wird die Zone von der Erdoberfläche bis zur Mohorovicic-Diskontinuität (kurz: Moho) definiert. Sie ist gekennzeichnet durch einen plötzlichen Anstieg der P-Wellen-Geschwindigkeit von ca. 6,5 auf ca. 8,0 km/s. Hiernach besitzt die Erdkruste eine ungleiche Dicke. Das führt zu einer Unterscheidung zwischen kontinentaler Kruste mit 30 - 60 km Dicke und der ozeanischen Kruste unter den Ozeanen mit nur 5 - 7 km Dicke.

Schalenaufbau der Erde Unter der Erdkruste befindet sich der Obere Erdmantel, der sich bis zu ungefähr 400 km Erdtiefe erstreckt. Ihm folgt nach unten hin die sogenannte Übergangszone (transition zone) zwischen 400 und 900 km Erdtiefe. Sie zeichnet sich durch eine auffällig starke Zunhame der beiden Wellengeschwindigkeiten aus. Außerdem befindet sich innerhalb der Übergangszone wenigstens noch 2 weitere, schwächer ausgebildete Diskontinuitäten. Im darunter folgenden Unteren Mantel ist zwischen 900 und 2.900 km Tiefe die Zunahme der beiden Wellengeschwindigkeiten hingegen stetig und dabei deutlich geringer.

Die Grenze zwischen dem Unteren Mantel und dem Erdkern in einer Tiefe von 2.900 km ist für die P-Wellen eine Diskontinuität 1.Ordnung, während die S-Wellen nicht in den Äußeren Erdkern eindringen können. Man schließt daraus, daß sich der Äußere Erdkern in einem flüssigen Zustand befindet. Der Erdkern gliedert sich in einen flüssigen Äußeren Kern und in einen Inneren Kern, der sich wahrscheinlich in einem festen Zustand befindet, weil er wahrscheinlich auch für die S-Wellen durchlässig ist. Die Grenze zwischen beiden befindet sich in einer Tiefe von rund 5.080 km.

 Vol.%Masse %Mittlere Dichte [g/cm3]
Erdkruste0,80,42,8
Erdmantel83,067,24,5
Erdkern16,232,411,0
Gesamterde  5,52



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