Kleines Lehrbuch der Astronomie und Astrophysik - Astronomie.de

Erde
Aus der Auswertung seismischer Daten hat man bereits zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts auf
einen Schalenaufbau der Erde geschlossen. Diese Schalen unterscheiden sich u.a. dadurch, daß sich an
ihrer Grenzfläche die Geschwindigkeit von Erdbebenwellen abrupt ändert. Heute wird in etwa
folgendes Modell allgemein akzeptiert, wobei die Bezeichnung der Schalen mittels Großbuchstaben
auf den australischen Seismologen KEITH EDWARD BULLEN (1949) zurückgeht. Diese Einteilung wird
zwar in der Geophysik nur noch selten verwendet. Sie unterteilt das Erdinnere jedoch schön nach
seismischen Gesichtspunkten, so daß sie im Folgenden als Leitlinie dienen soll.
A-Schicht, Erdkruste (obere Lithosphäre)
Die Erdkruste bildet die oberste Schale, die an Land an die Atmosphäre und im Bereich der Ozeane an
die Hydrosphäre grenzt. Sie reicht von der Erdoberfläche bis zur sogenannten Mohorovicic-
Diskontinuität (sie wurde von dem kroatischen Wissenschaftler ANDRIJA MOHOROVICIC (1857-1936)
bei der Auswertung des Balkanbebens vom 8.Oktober 1909 entdeckt), die den Übergang zum oberen
Erdmantel anzeigt. An einer Diskontinuität ändern sich die Geschwindigkeiten von Erdbebenwellen
abrupt. Die Mohorovicic-Grenzfläche liegt im Mittel in 30 bis 40 km Tiefe. Unter den Tiefseegebieten
der Ozeane steigt sie bis auf weniger als 10 km an und unter Faltengebirgstöcken der kontinentalen
Kruste kann sie bis auf eine Tiefe von 80 km absinken. Diese Grenzfläche ist quasi ein umgekehrtes
Spiegelbild des Erdreliefs und widerspiegelt das Prinzip der Isostasie, nach der die kontinentalen
Gesteinsblöcke wie Eisberge auf dem zähen Erdmantel schwimmen.
Der geologische Aufbau der oberen Lithosphäre ist sehr kompliziert und wird durch die
Plattentektonik, die im Abschnitt über die Erdoberfläche noch detailliert beschrieben wird, bestimmt.
Ganz grob kann man sagen, daß die ozeanische Kruste hauptsächlich aus Basalten mit einer Dichte von
etwa 2850 kg/m³ besteht, die von einer sehr dünnen Sedimentationsschicht überlagert wird. Die
kontinentalen Krustenbereiche (sogenannte Schilde) werden durch granitische Gesteine und verfestigte
Sedimente mit einer etwas geringeren Dichte (ungefähr 2750 kg/m³) dominiert.
Die Lithosphäre der Erde ist in 7 große und 14 kleinere Platten geteilt, an deren Ränder die meisten
Erdbebenherde und Vulkangebiete liegen.
B-Schicht, Oberer Mantel
Der obere Mantel beginnt bei der Mohorovicic-Diskontinuität und setzt sich bis in eine Tiefe von 400
bis 410 km fort. In ihrem oberen Teil gibt es einen Bereich mit verminderter
Ausbreitungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen. Dieser Bereich wird als Gutenberg-Zone
(manchmal auch Asthenosphäre) bezeichnet und zeigt ein Gebiet an, wo sich die Gesteinsschichten in
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einem hoch plastischen Zustand befinden (Viskosität > 10 Poise). Hier liegen die Temperaturen nahe
am Schmelzpunkt bestimmter Silikate, die unter diesen Umständen entlang der Korngrenzen im
Gestein partiell aufschmelzen. Gerade deshalb kommt es in diesem Bereich zu zähen Fließvorgängen
in Form von thermalen Konvektionsströmungen, die als Motor für die Plattentektonik von Bedeutung
sind.
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