Der Aufbau der Erde (Mittelstufe)

Der Aufbau der Erde (Mittelstufe)

Die Erde ist aus konzentrischen Kugelschalen aufgebaut.

Erdkunde

Schlagwörter

Erde, Erdstruktur, Kugelschale, Atmosphäre, Biosphäre, Hydrosphäre, Lithosphäre, Erdausschnitt, Exosphäre, Thermosphäre, Mesosphäre, Stratosphäre, Troposphäre, Kruste, Erdmantel, Pedosphäre, Asthenosphäre, Kern, Planet, Lebewelt, Kontinentalkruste, ozeanische Erdkruste, Polarlicht, Meteor, Ozonschicht, Kontinent, Ozean, geothermischer Gradient, Erdkunde, _javasolt

Verwandte Extras

Fragen

  • Wann ist die Erde entstanden?
  • Nach welchem Kriterium haben sich die verschiedenen Stoffe in den Kugelschalen angeordnet?
  • Weshalb haben sich die Stoffe in Kugelschalen angeordnet?
  • Welche sind die äußeren Kugelschalen?
  • Welche sind die inneren Kugelschalen?
  • Ist die Hydrosphäre eine zusammenhängende Kugelschale?
  • Was ist der geothermische Gradient?
  • Was ist der durchschnittliche Wert des geothermischen Gradienten?
  • Welche Temperatur hat die Exosphäre?
  • In wie viele Schichten kann die Atmosphäre anhand ihrer Temperaturunterschiede gegliedert werden?
  • Welche Schicht der Atmosphäre wirft die Funkwellen zurück?
  • Wo befindet sich die Ozonschicht?
  • Wo befindet sich der kälteste Teil der Atmosphäre?
  • In welcher Schicht konzentriert sich die Masse der Atmosphäre?
  • Wo finden in der Atmosphäre die meisten Wetterphänomene statt?
  • Aus welchen beiden Schichten der Kugelschale besteht die Gesteinshülle?
  • Was nennen wir Asthenosphäre?
  • Stimmt diese Aussage?\nDie kontinentale und die ozeanische Kruste sind unterschiedlich dick.
  • Stimmt diese Aussage?\nDie Atmosphäre umschließt die anderen Kugelschichten lückenlos.
  • Stimmt diese Aussage?\nDie Hydrosphäre umschließt die anderen Kugelschichten lückenlos.
  • Stimmt diese Aussage?\nDer komplette Erdmantel hat\neinen festen Aggregatszustand.
  • Stimmt diese Aussage?\nDer Erdkern besteht hauptsächlich\naus Metallen.
  • Stimmt diese Aussage?\nDie Exosphäre ist die Schicht der Atmosphäre mit der geringsten Luftdichte.
  • Stimmt diese Aussage?\nDie Meteoriten verglühen\nin der Troposphäre.
  • Wie nennt man die Gashülle der Erde?
  • Wie nennt man die Wasserhülle der Erde?

3D-Modelle

Schalenaufbau

  • Atmosphäre
  • obere Atmosphäre 100 km–1.000 km
  • Atmosphäre
  • mittlere Atmosphäre 12 km–100 km
  • Atmosphäre
  • untere Atmosphäre 0 km–12 km
  • Biosphäre
  • untere Atmosphäre 0 km–12 km
  • Hydrosphäre
  • Pedosphäre
  • Erdkruste
  • Kontinentalkruste
  • Tiefseegraben
  • ozeanischer Rücken
  • ozeanische Erdkruste
  • Kruste
  • Kontinentalkruste
  • Tiefseegraben
  • ozeanischer Rücken
  • ozeanische Erdkruste
  • Asthenosphäre
  • 40 km
  • oberer Mantel
  • unterer Mantel
  • Kruste
  • (30–700 km)
  • unterer Mantel
  • oberer Mantel
  • (700–2.900 km)
  • Mantel
  • äußerer Kern
  • unterer Mantel
  • innerer Kern
  • (2.900–5.100 km)
  • innerer Kern
  • äußerer Kern
  • (5.100–6.371 km)
  • innerer Kern
  • Kern
  • unterer Mantel
  • 3.500 km

Auf der vor 4,6 Mrd. Jahren entstandenen Urerde trennten sich, infolge der stufenweise stattfindenden Abkühlung sowie der Rotation, die festen, gasförmigen und flüssigen Stoffe voneinander und ordneten sich ihrer Dichte nach in auch Geosphären genannten Kugelschalen an.

Wir teilen die Kugelschalen in die äußeren und in die inneren Kugelschalen ein. Die äußeren Kugelschalen sind die Atmosphäre, die Biosphäre und die Hydrosphäre. Die inneren Kugelschalen sind die Erdkruste, der Erdmantel und der Erdkern.

Begriffsdefinitionen:

Atmosphäre: Die äußerste Hülle der Erde, im Wesentlichen ein Gemisch von Gasen, die die restlichen Schalen lückenlos umschließt.

Hydrosphäre: Die das gesamte Wasser der Erde (in all seinen Formen) umfassende, nicht zusammenhängende Schicht. Hierzu gehört das im Gestein gespeicherte Wasser, die unterirdischen Wasserspeicher, die Flüsse, Seen und Meere an der Oberfläche und der Wasserdampf in der Atmosphäre.

Pedosphäre: Die äußerste, nicht zusammenhängende Schicht der Erdkruste (auf der Verwitterungskruste, im Boden, in der Troposphäre und in der Hydrosphäre). Diese lockere und fruchtbare Schicht stellt den Pflanzen Wasser und Nährstoffe zur Verfügung.

Biosphäre: Die Lebensbereiche der Erde auf der Oberfläche der Erdkruste, der unteren Atmosphäre und der Hydrosphäre.

Erdkruste: Die äußerste Schale der Erde mit der kleinsten Masse, aus hartem Gestein. Ihre durchschnittliche Dicke beträgt 30 km. Der Aufbau und die Dicke der Kontinentalkruste und ozeanische Kruste ist unterschiedlich.

Erdmantel: Die 2.900 km dicke Schale zwischen der Erdkruste und dem Kern. Der obere Bereich ist hart, aber darunter befindet sich Magma (Asthenosphäre), der untere Bereich ist hart.

Kern: Der innerste, heiße, sehr dichte Teil der Erde hat einen Durchmesser von 7.000 km und besteht aus Eisen und Nickel. Er ist in zwei Bereiche teilbar: den flüssigen äußeren Kern und den festen inneren Kern.

Geothermischer Gradient: Temperaturanstieg im Erdinneren, im Schnitt steigt die Temperatur alle 100 m um 3 °C an.

Erdausschnitt

  • Aufnahme kosmischer Gase
  • Entweichen von Atmosphärengasen
  • Exosphäre
  • 1.000 °C
  • 690 km
  • 1.000 km
  • 10⁻¹⁰ kg/m³, 10⁻⁶ hPa
  • ionisierte Luftschicht
  • Polarlicht
  • Meteore
  • 500 km
  • 100 km
  • 80 km
  • 100 km
  • 80 km
  • 50 km
  • 12 km
  • Kontinent
  • Ozean
  • Biosphäre
  • Kruste
  • 30–60 km
  • 30–60 km
  • 2.900 km
  • 5,5 g/cm³
  • 2.900 km
  • 6.373 km
  • Kern
  • Atmosphäre - Sie reicht bis in eine Höhe von 0–1.000 km, ihre Dichte und ihr spezifisches Gewicht wird nach unten immer geringer.
  • 50 km
  • 12 km
  • Ozonschicht

Schnittmodell

  • ionisierte Luftschicht
  • Polarlicht
  • Meteore
  • 500 km
  • 100 km
  • 80 km
  • 100 km
  • 80 km
  • 50 km
  • 12 km
  • Kontinent
  • Ozean
  • Biosphäre
  • Kruste
  • 30–60 km
  • 30–60 km
  • 2.900 km
  • 5,5 g/cm³
  • 2.900 km
  • 6.373 km
  • Atmosphäre - Sie reicht in eine Höhe von 0–1.000 km, ihre Dichte und ihr spezifisches Gewicht wird nach unten immer geringer.
  • Lithosphäre - Die ozeanische Kruste ist 5–15 km dick, sie ist reich an Silizium- und Magnesiumgestein, ihre Dichte beträgt 3,2 g/cm³. Die kontinentale Kruste ist 30–65 km dick, sie besteht aus Silizium- und Aluminiumgestein, ihre Dichte beträgt 2,7–3 g/cm³.
  • oberer Mantel - Reicht bis in eine Tiefe von 700 km, seine Dichte beträgt 3,3–4 g/cm³.
  • unterer Mantel - Fest, reicht bis in eine Tiefe von 2.900 km, seine Dichte beträgt 4–5,5 g/cm³.
  • äußerer Kern - Flüssig, reicht bis in eine Tiefe von 5.150 km, seine Dichte beträgt 10,5–12,3 g/cm³.
  • innerer Kern - Fest, reicht bis in eine Tiefe von 6.371 km, seine Dichte beträgt 13,3 g/cm³.
  • Mohorovičić Diskontinuität - Kurz: Moho. Die Diskontinuitätsfläche an der unteren Grenze der Erdkruste, hier ändern die Erdbebenwellen ihre Geschwindigkeit und ihre Richtung.
  • Gutenberg Diskontinuität - Die Diskuntinuitätsfläche an der Grenze des Mantels und des Erdkerns.
  • Lehmann Diskontinuität - Die Diskuntinuitätsfläche an der Grenzfläche des äußeren und inneren Kerns.
  • Kern
  • Atmosphäre - Sie reicht bis in eine Höhe von 0–1.000 km, ihre Dichte und ihr spezifisches Gewicht wird nach unten immer geringer.
  • 50 km
  • 12 km
  • Ozonschicht

Animation

  • Atmosphäre
  • obere Atmosphäre 100 km–1.000 km
  • Atmosphäre
  • mittlere Atmosphäre 12 km–100 km
  • Atmosphäre
  • untere Atmosphäre 0 km–12 km
  • Biosphäre
  • untere Atmosphäre 0 km–12 km
  • Hydrosphäre
  • Pedosphäre
  • Erdkruste
  • Kontinentalkruste
  • Tiefseegraben
  • ozeanischer Rücken
  • ozeanische Erdkruste
  • Kruste
  • Kontinentalkruste
  • Tiefseegraben
  • ozeanischer Rücken
  • ozeanische Erdkruste
  • Asthenosphäre
  • 40 km
  • oberer Mantel
  • Kruste
  • (30–700 km)
  • unterer Mantel
  • oberer Mantel
  • (700–2.900 km)
  • Mantel
  • äußerer Kern
  • unterer Mantel
  • innerer Kern
  • (2.900–5.100 km)
  • innerer Kern
  • äußerer Kern
  • (5.100–6.371 km)
  • innerer Kern
  • Aufnahme kosmischer Gase
  • Entweichen von Atmosphärengasen
  • Exosphäre
  • 1.000 °C
  • 690 km
  • 1.000 km
  • 10⁻¹⁰ kg/m³, 10⁻⁶ hPa
  • Thermosphäre
  • 800–1.000 °C
  • ionisierte Luftschicht
  • Polarlicht
  • Meteore
  • 500 km
  • 400 km
  • 300 km
  • 200 km
  • 100 km
  • 80 km
  • 10⁻⁵ kg/m³, 10⁻² hPa
  • Mesosphäre
  • Polarlicht
  • Meteore
  • 100 km
  • 80 km
  • 50 km
  • 12 km
  • -100 °C
  • Ozonschicht
  • obere Atmosphäre
  • mittlere Atmosphäre
  • untere Atmosphäre
  • 10⁻⁵ kg/m³, 10⁻² hPa
  • Stratosphäre
  • 100 km
  • 80 km
  • 50 km
  • 12 km
  • -15 °C
  • -50 °C
  • Ozonschicht
  • obere Atmosphäre
  • mittlere Atmosphäre
  • untere Atmosphäre
  • 10⁻¹ kg/m³, 10² hPa
  • Troposphäre
  • 100 km
  • 80 km
  • 50 km
  • 12 km
  • -50 °C
  • Ozonschicht
  • obere Atmosphäre
  • mittlere Atmosphäre
  • untere Atmosphäre
  • Kontinent
  • Ozean
  • Biosphäre
  • 1 kg/m³, 10³ hPa
  • Kruste
  • 30–60 km
  • 700 km
  • 200–400 °C
  • 2,9 g/cm³
  • Mohorovičić-Diskontinuität
  • Asthenosphäre
  • 30–60 km
  • 700 km
  • 900 °C
  • etwas verformbar
  • 3,3 g/cm³
  • 500 °C
  • fest
  • Mohorovičić-Diskontinuität
  • innerer Mantel
  • 30–60 km
  • 700 km
  • 1.200–4.000 °C
  • fest
  • 2.900 km
  • 5,5 g/cm³
  • Mohorovičić-Diskontinuität
  • Gutenberg Diskontinuität
  • äußerer Kern
  • 2.900 km
  • 5.100 km
  • 4.300–5.000 °C
  • flüssig
  • 10,5 g/cm³
  • 12,3 g/cm³
  • Gutenberg Diskontinuität
  • Lehmann Diskontinuität
  • innerer Kern
  • 5.100 km
  • 6.373 km
  • 5.000–6.000 °C
  • fest
  • 13,3 g/cm³
  • Lehmann Diskontinuität
  • Atmosphäre - Sie reicht in eine Höhe von 0–1.000 km, ihre Dichte und ihr spezifisches Gewicht wird nach unten immer geringer.
  • Lithosphäre - Die ozeanische Kruste ist 5–15 km dick, sie ist reich an Silizium- und Magnesiumgestein, ihre Dichte beträgt 3,2 g/cm³. Die kontinentale Kruste ist 30–65 km dick, sie besteht aus Silizium- und Aluminiumgestein, ihre Dichte beträgt 2,7–3 g/cm³.
  • oberer Mantel - Reicht bis in eine Tiefe von 700 km, seine Dichte beträgt 3,3–4 g/cm³.
  • unterer Mantel - Fest, reicht bis in eine Tiefe von 2.900 km, seine Dichte beträgt 4–5,5 g/cm³.
  • äußerer Kern - Flüssig, reicht bis in eine Tiefe von 5.150 km, seine Dichte beträgt 10,5–12,3 g/cm³.
  • innerer Kern - Fest, reicht bis in eine Tiefe von 6.371 km, seine Dichte beträgt 13,3 g/cm³.
  • Mohorovičić Diskontinuität - Kurz: Moho. Die Diskontinuitätsfläche an der unteren Grenze der Erdkruste, hier ändern die Erdbebenwellen ihre Geschwindigkeit und ihre Richtung.
  • Gutenberg Diskontinuität - Die Diskuntinuitätsfläche an der Grenze des Mantels und des Erdkerns.
  • Lehmann Diskontinuität - Die Diskuntinuitätsfläche an der Grenzfläche des äußeren und inneren Kerns.
  • Kern

Innere Struktur

  • Lithosphäre - Die ozeanische Kruste ist 5–15 km dick, sie ist reich an Silizium- und Magnesiumgestein, ihre Dichte beträgt 3,2 g/cm³. Die kontinentale Kruste ist 30–65 km dick, sie besteht aus Silizium- und Aluminiumgestein, ihre Dichte beträgt 2,7–3 g/cm³.
  • oberer Mantel - Reicht bis in eine Tiefe von 700 km, seine Dichte beträgt 3,3–4 g/cm³.
  • unterer Mantel - Fest, reicht bis in eine Tiefe von 2.900 km, seine Dichte beträgt 4–5,5 g/cm³.
  • äußerer Kern - Flüssig, reicht bis in eine Tiefe von 5.150 km, seine Dichte beträgt 10,5–12,3 g/cm³.
  • innerer Kern - Fest, reicht bis in eine Tiefe von 6.371 km, seine Dichte beträgt 13,3 g/cm³.
  • Mohorovičić Diskontinuität - Kurz: Moho. Die Diskontinuitätsfläche an der unteren Grenze der Erdkruste, hier ändern die Erdbebenwellen ihre Geschwindigkeit und ihre Richtung.
  • Kern

Narration

Den inneren Aufbau der Erde kann man nur sehr schwer untersuchen, da selbst die tiefsten Bohrungen nur einige zehn Kilometer ins Erdinnere eindringen, die Erde mit ihrem Radius von 6.371 km wird also nur angekratzt. Lange Zeit konnte man nur durch Vulkanausbrüche erahnen, dass sich unter der festen Erdkruste geschmolzenes Material befindet.

Beim Bergbau wurde beobachtet, dass die Temperatur und der Druck, je tiefer man gräbt, beständig zunehmen. 1909 wurde bei der Untersuchung der Erdbebenwellen entdeckt, dass diese in gewissen Tiefen ihre Geschwindigkeit beziehungsweise ihre Richtung wechseln, also in eine andere Schale gelangen. Mit dieser Methode gelang es, den Zustand des Erdinneren aufzuzeichnen.

Auf der vor 4,6 Milliarden Jahren entstandenen glühenden Urerde haben sich die festen, gasförmigen und flüssigen Stoffe, während der beständigen Abkühlung und aufgrund der Rotation, voneinander abgegrenzt und sich ihrer Dichte entsprechend in Kugelschalen, die mit anderem Namen Geosphären heißen, angeordnet.

Die Schalen unterteilen sich in äußere und innere Schalen. Zu den äußeren Kugelschalen gehören die Atmosphäre, die Biosphäre und die Hydrosphäre. Zu den inneren Kugelschalen gehören die Erdkruste, der Erdmantel und der Erdkern.

Die äußerste, leichteste und aus Gasen bestehende Schale ist die Atmosphäre. Ihre Obergrenze kann nicht genau definiert werden: In einer Höhe von mehreren Zehntausend Kilometern geht sie ohne eindeutige Abgrenzung in die Materie des interplanetarischen Raums über. Die Atmosphäre können wir anhand der Veränderungen ihrer Temperatur in fünf Schichten gliedern. Die Schichtgrenzen befinden sich dort, wo eine Temperaturumkehr stattfindet, das heißt die Temperatur nicht mehr sinkt, sondern ansteigt, bzw. andersherum.

Die Exosphäre bildet die oberste Schicht der Atmosphäre. Ihre Temperatur beträgt um die 1.000 °C. Sie verfügt über eine sehr geringe Luftdichte.
Die nächste Schicht der Atmosphäre ist die Thermosphäre. Ihre Temperatur steigt mit zunehmender Höhe an und beträgt durchschnittlich 8001.000 °C. Ihre Luftdichte ist gering, sie besteht aus Ionen, weshalb sie auch Ionosphäre genannt wird. Funkwellen werden von ihr zurückgeworfen.
Die Schicht unter der Thermosphäre ist die Mesosphäre. Ihre Temperatur nimmt mit zunehmender Höhe ab. An der Grenze zwischen Mesosphäre und Thermosphäre befindet sich der kälteste Teil der Atmosphäre: Hier herrschen ca. -100 °C. In der Mesosphäre verbrennen die in die Erdatmosphäre eindringenden Meteoriten. An ihrer Untergrenze beträgt die Temperatur ca. +10 °C.
Die sich darunter befindende Schicht ist die Stratosphäre. Ihre Temperatur steigt mit zunehmender Höhe an, was durch die Ozonschicht verursacht wird. Diese schluckt Energie, was mit einer Erwärmung einhergeht. An der Untergrenze der Stratosphäre herrschen ca. -56 °C.
Die unterste und gleichzeitig wichtigste Schicht der Atmosphäre ist die Troposphäre. Die lediglich 10–12 km dicke Troposphäre beinhaltet 80 % der Masse der Atmosphäre, sowie beinahe ihren gesamten Wasserbestand. Hier finden die meisten der Wetterphänomene statt. Ihre Temperatur nimmt mit zunehmender Höhe ab. In ihrem oberen Bereich fliegen Zivilflugzeuge.

Unter den inneren Kugelschichten der Erde ist die Erdkruste die äußerste. Die kontinentale Kruste ist verglichen mit der ozeanischen Kruste dicker und auch im Aufbau vielfältiger: Während ihr oberer Bereich reich an Silicaten ist, ist ihr unterer Bereich reich an Metallen und besteht aus Gestein höherer Dichte. Die Untergrenze der Erdkruste bildet die Mohorovičić-Diskontinuität, kurz Moho genannt, eine Grenzfläche, an der die Erdbebenwellen ihre Geschwindigkeit und ihre Richtung ändern.

Der Erdmantel ist in zwei Teile gegliedert. Der obere Mantel reicht bis in eine Tiefe von ca. 700 km. Sein oberer Bereich ist fest und bildet zusammen mit der Kruste die feste Gesteinshülle der Erde, die Lithosphäre.
Sein unterer Bereich ist die Asthenosphäre, sie ist plastisch verformbar.
Der untere Mantel ist fest und mit zunehmender Tiefe steigt in ihm der Anteil schwerer, metallischer Bestandteile. Er reicht bis zur sich in ca. 2.900 km Tiefe befindenden Kern-Mantel-Grenze.

Darunter befindet sich der Erdkern, der ebenfalls in zwei Teile gegliedert ist
Der äußere Kern besteht aus flüssigen Metallen. Die sich in einer Tiefe von ca. 5.150 km befindliche Lehmann-Grenzfläche trennt ihn vom festen inneren Kern, der aus Eisen und Nickel besteht.

Ins Erdinnere eindringend nehmen Dichte, Druck und Temperatur zu. Während der Druck mit zunehmender Tiefe kontinuierlich ansteigt, ist die Zunahme der Dichte nicht gleichmäßig, sie verändert sich dort schlagartig, wo auch die Erdbebenwellen Veränderungen anzeigen, also an den Grenzflächen. Den Grad des Temperaturanstiegs bezeichnen wir als geothermischen Gradienten. Sein durchschnittlicher Wert beträgt 3 °C pro 100 Meter. Allerdings sinkt er mit zunehmender Tiefe und beträgt in 200 km Tiefe nur noch 0,5 °C. Die Temperatur im Erdinnern beträgt ca. 5–6.000 °C. Sie entsteht durch den Zerfall radioaktiver Stoffe und nimmt mit zunehmender Entfernung vom Kern kontinuierlich ab.

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