Schalenbau der Erde

Überblick

Die Kontinente mit dem dazugehörenden Schelfbereich (0 bis 200 m unter NN) bilden die oberen Teile der festen Lithosphäre. Die Ozeankruste macht den unterhalb des Meeresspiegels gelegenen Bereich aus.
Die kontinentalen Teile der Erdkruste haben eine geringe Dichte und sind daher leichter als die Ozeanische Kruste. Zudem sind sie auch wesentlich älter. Bestimmte Bereiche, wie Grönland und Südafrika, sind älter als 3,5 Milliarden Jahre. Der ozeanische Bereich ist deutlich jünger, da er im Bereich der Mittelozeanischen Rücken ständig neu gebildet wird. Die Ozeanböden sind an keiner Stelle älter als 200 Millionen Jahre.
Die Erdkruste hat insgesamt auch eine geringere Dichte als der darunter liegende Erdmantel. Der so genannte lithosphärische Mantel ist der äußerste Teil des Erdmantels. Erdkruste und lithosphärischer Mantel bilden zusammen die Lithosphäre der Erde.

Erdmantel Danach beginnt die Asthenosphäre. Sie beginnt in einer Tiefe von rund 100 Kilometern und ist nur zum Teil flüssig. Das hat mit dem in zunehmender Tiefe steigenden Druck zu tun, der den Schmelzpunkt anhebt.
In den Bereichen der Mittelozeanischen Rücken, Hot Spots und Subduktionszonen liegen die „Schnittstellen“ zwischen der Lithosphäre und der Asthenosphäre. An den Subduktionszonen kann der lithosphärische Mantel bis zum Übergang zwischen oberem und unterem Erdmantel heruntergedrückt werden.
Der Übergang zwischen dem oberen und dem unteren Erdmantel liegt etwa 700 Kilometer tief und erstreckt sich selbst noch einmal rund 2 200 Kilometer in Richtung des flüssigen Erdkerns. Obwohl die Temperaturen mit zunehmender Tiefe im Erdinneren zunehmen, bleibt der Erdmantel nur zum teil flüssig. Mantelgestein ist jedoch weich und verformbar.

Erdkern
Der Erdkern besteht aus einem flüssigen und einem festen Teil. Er entspricht ungefähr einem Drittel der Gesamtmasse der Erde. Dort, wo der Erdmantel in den flüssigen Erdkern übergeht herrschen Temperaturen um 3 500 °C. Der flüssige Erdkern hat eine ungefähre Dicke von 2 200 Kilometern. Damit erreicht er eine Gesamttiefe von rund 5 200 Kilometern.
Der innere Erdkern ist fest und liegt in 6 370 Kilometern Tiefe. An diesem Punkt der Erde herrschen mit etwa 6 500 °C die höchsten Temperaturen. Dennoch ist der Erdkern an dieser Stelle fest. Das ist ausschließlich dem unvorstellbar hohen Druck zu verdanken ist, der an dieser Stelle herrscht.

V. Kaminske, J. Seibel

Info Plus

Die Kontinente mit dem dazugehörenden Schelfbereich (0 bis 200 m unter NN) bilden die oberen Teile der festen Lithosphäre. Sie besitzen aufgrund ihrer geringen physikalischen Dichte eine große vertikale Ausdehnung, weshalb sie weit über den Meeresspiegel aufragen können. Im Gegensatz dazu führt die hohe Dichte der Ozeankruste zu einer nur geringen vertikalen Ausdehnung, weshalb dieser Krustentyp lediglich in Ausnahmefällen über den Wasserspiegel ragt. Die alten Festlandskerne — etwa Grönland, die Australische und Afrikanische Tafel, der Kanadische, Baltische und Sibirische Schild (vgl. S. 174/175) — haben ein Alter von bis zu 4,6 Mrd. Jahren. Sie sind seit der Krustenbildung ununterbrochen Festland. Die Ozeanböden, die in den mittelozeanischen Riftzonen kontinuierlich neu gebildet werden, sind hingegen nirgendwo älter als 200 Mio. Jahre.

Schalenbau und Topographie
Die Ursache all dieser Erscheinungen wird in der Struktur des Schalenbaus vermutet: Die Wärmeabgabe aus dem Erdinnern bzw. dem Erdmantel vollzieht sich bei der dünnen Ozeankruste fast ungehindert, bei der dicken Kontinentkruste jedoch staut sich die Wärme unterhalb zu einem sogenannten Wärmetumor, der seitwärtige Wärmeableitung und dadurch auch horizontal angelegte Konvektionsströmungen und Ablösungen von Terranen verursacht.
Derartige Forschungsergebnisse lassen vielfach gute Erklärungen für topographische Gegebenheiten zu. Beispielsweise erklären sich in Afrika die Randschwellen als Aufwölbungen der Randscholle entlang ehemaliger Grabenzonen, vergleichbar mit der Aufwölbung von Schwarzwald und Vogesen entlang des Rheingrabens. Dadurch erhält das Innere Afrikas häufig den Charakter einer abflusslosen Beckenlandschaft, in der Seen zu Salzseen umgewandelt werden. Die Plattendrift ermöglicht weiterhin eine Erklärung unsymmetrischer Gewässernetze: In Südamerika entspringen die Quellflüsse von Amazonas und Parana in den Anden nahe dem Pazifik, entwässern aber über den gesamten Kontinent zum Atlantik hin. Ähnliches trifft auch für Australien zu. Die Auffaltung von Gebirgen parallel zur Kollisionslinie erklärt den teilweise meerabgewandten Verlauf von Indus, Ganges und Brahmaputra, bis sich ein Durchbruch zum Meer ergibt.
Als in den Schelfbereich vorgeschobene Plattengrenzen gliedern Inselbögen die Meere ebenso in Rand- und Nebenmeere wie Landengen, Halbinseln und konvergente Küstenverläufe.
Die submarinen Rücken besitzen eine erst vor kurzem erkannte Bedeutung bei der Abschottung unterschiedlich warmer Wassermassen zwischen verschiedenen Meeresbecken. Lediglich oberflächlich fließende Warmwasserströme wie der Golfstrom verlaufen über Meere und ihre Schwellen hinweg, Kaltwasserströme werden an Schwellen festgehalten. Diese Feststellung besitzt wegen der unterschiedlichen Sauerstofflöslichkeit von kaltem und warmem Wasser Bedeutung für die Fischereiwirtschaft.
Die Verzahnung größerer Wasserflächen mit den großen Landmassen spielt für die Charakterisierung des Klimas eine ganz entscheidende Rolle, weil aus der unterschiedlichen Wärmespeicherkapazität von Wasser und Land ausgeglichenere Jahresgänge bei Temperatur und Niederschlag resultieren und somit ozeanisches bzw. kontinentales Klima abgeleitet werden können.
V. Kaminske