Eerdopbo

De binnere Eerdopbo is groff seggt schalenordig. In eerste Negern hett de Eer de Form vun’n Kugel – wenn een sik dat nipp un nau ankiekt, liggt de Radius vun de Eer aver bi Weerten twüschen 6.357 bit 6.378 km. In de Mitt sitt de grote faste Eerdkarn, de’n Radius vun ruchweg 1.250 km hett un vör allen ut Iesen un Nickel besteiht. Üm den fasten Karn liggt de fletige Karn mit en Mächtigkeit vun ruchweg 2.500 km, de vör allen ut fletig Iesen besteiht mit ’n beten Swevel und annere Elementen dorin. Doröver liggt de 2.900 km so nöömte Mantel, de ut taagplastischen Steen (sünners Silikaten un Oxiden) tohopensett is, un ganz buten folgt de teemlich dünne, harde Köst. Ok de Köst besteiht vör allen ut Silikaten un Oxiden, bargt aver vele Elementen, de in’n Stenen ut’n Eerdmantel nich vörkamt. Mit ehrn Schalenopbo is de Eer togliek ok de Prototyyp vun de veer eerdglieken Planeten in’n Binnere vun’t Sünnsystem.

 Entstahn vun’n Schalenopbo 
Jüst as all de anneren Planeten in’t Sünnsystem is de Eer vör ruchweg 4,6 Milliarden Johren ut en Gas- un Stoffwulk tostannen kamen, de sik üm de egen Ass dreiht hett un dör de Sworkraft langsom jümmer dichter worrn is. Dorut sünd denn Planetesimalen mit Grötten üm’n Kilometer worrn un de Planetesimalen mit de grötteren Masse hebbt mit jemehr grötteren Gravitatschoon de lütteren antogen. Op disse Oort un Wies weern dat jümmer weniger Delen, de aver jümmer grötter weern, bit opletzt blots de Planeten över bleven sünd, de den gröttsten Deel vun de fre’en Materie in sik vereenigt harrn. De Proto-Eer weer to Anfang koolt un homogen binnen in, is denn aver in en Tietruum vun üm un bbi 100 Millionen Johren düchtig ophitt worrn, vun wegen, dat de Planetesimalen op ehr inslahn sünd un de gravitative Energie in Form vun Warms freesett hebbt.

Dör de tonehmen Masse hett sik de Eerdkarn verdicht, de gliektietig noch gauer hitt worrn is dör den Verfall vun radioaktive Elementen. As sik de Eer op ruchweg 2.000 °C ophitt harr, weer dat Iesen un de meisten Silikaten opsmölt. Dorbi hebbt sik Drapens vun Iesensmölt billt, in de sik de siderophilen Elementen anriekert hebbt (kiek Goldschmidt-Klassifikatschoon). Op de annern Siet geev dat de Silikatsmölten, in de sik de lithophilen (gr., „mag den Steen lieden“) Elementen anriekert hebbt. De Drapens vun de Metallsmölt sünd denn wegen jemehr grötteren Dicht in Richt na’n Middelpunkt wannert un hebbt sik dor to’n Iesenkarn ansammelt. De lichteren Silikatsmölten weern dordör na buten verdrängt un hebbt sik denn nochmol scheedt un to’n Eerdmantel un to de Eerdköst wieter entwickelt.

In de buteren Rebeden vun de Eer is över lange Tiet jümmer lichtere Materie opstegen, utlöst över en lang anduern Differenzeeren. Op de Oort is över den sworen Iesenkarn en Mantel ut Stenen mit’n middlere Dicht entstahn, de ut Magnesium-Iesen-Silikaten besteiht. Un doröver hett sik en Köst billt mit Stenen, de ut lichte Elementen as Suerstoff, Silizium, Aluminium, Calcium, Natrium un annere besteiht. Dat lichte Water – bi dat bit hüüt noch nich klor is, woneem dat hereem – hett sik in de Oorozeanen tosamensammelt, wiel de noch lichteren Gasen ut Poren un vulkaansche Eerdspleten opstiegen künnen un opletzt de Atmosphäär billt hebbt. De Differentiatschoon is ok vundaag noch nich afslaten, wat ünner annern doran fasttostellen is, dat bi Vulkanutbröök jümmer noch grote Mengden vun vulkaansch Gas ut dat Binnere vun de Eer utstött warrt.

 De Eerdopbo 
De Schalenopbo vun’t Binnere vun de Eer warrt vör allen dör twee düütliche seismische Diskontinuitäten bestimmt, d. h. Grenzflachen, woneem sik de seismische Impedanz gau ännert. Disse beiden groten Diskontinuitäten scheedt de Eerdköst vun’n Eerdmantel as ok den Eerdmantel vun’n Eerdkarn. Dat gifft aver noch mehr Diskontinuitäten, de tomeist aver nich so düütlich fasttostellen sünd.

 Eerdkarn 
Hööftartikel: Eerdkarn

De Eerdkarn is ünnerdeeltin den binneren un den buteren Kaarn. De Binnere fangt in een Deep vun 5100 km an un nimmt den helen Ruum bit to’n Middelpunkt vun de Eer in. Man geiht dorvun ut, dat he ut’n faste Legeren ut Nickel un Iesen besteiht. De Druck in disse Deep bedriggt bit to 4 Millionen Bar un de Temperatur warrt op 4.000 °C bit 5.000 °C schätzt. Afhangig vun’t Modell warrt deelwies ok vun högere Temperaturen utgahn.

De butere Eerdkarn sitt in de Deep twüschen 5.100 un 2.900 km. Bi Temperaturen üm 2.900 °C is disse Deel vun’n Karn fletig un bestieht wohrschienlich ut en Nickel-Iesen-Smölt, de mööglicherwies lütte Sporen vun Swevel, Suerstoff un annere Komponenten bargt. Dör dat Tosamenspeel vun de Eerdrotatschoon un de Konvekschoon vun de beweglichen Iesensmölt un ehr elektrischen Leddanlaag kummt in’n buteren Karn dat Eerdmagnetfeld tostannen.

De Eerdkarn maakt tosamen ruchweg 31,5 % vun de Samteerdmasse ut, man blots 16,2 % vun’t Volumen. Dat heet also, dat de middlere Dicht bi mehr as 10 g/cm³ liggt – in’n Vergliek to 5,52 g/cm³ för de hele Eer. Na baven hen warrt de Eerdkarn vun de Karn-Mantel-Grenz oder ok Wiechert-Gutenberg-Grenzflach afslaten. Nipp un au doröver liggt de so nöömte D"-Schicht, wat en Oort vun Övergangsschicht twüschen de beiden Eenheiten dorstellt. Se warrt aver normalerwies al to’n Mantel torekent. De D"-Schicht kann mit 200 bit 300 km ünnerscheedlich dick wesen un wiest en starken Temperaturgradienten op.

 Eerdmantel 
Hööftartikel: Eerdmantel
Ok de Eerdmantel is in Ünnereenheiten opdeelt. Dorbi warrt twüschen den ünneren, den böveren Mantel un de Mantelövergangszoon ünnerscheedt. De Övergang vun’n Eerdkarn to’n Eerdmantel is kenntekent vun en düchtigen Sprung in de Dicht vun üm un bi 10 g/cm³ op 5 g/cm³, wat vör allen an’n Wessel vun’t Material vun Iesen na Mineralen liggt. De D"-Schicht, en thermische Grenzschicht, de den Övergang vun’n Karn na’n Mantel dorstellt, gellt butendem as’n mööglichen Born för Mantelplumes. Solke Plumes sünd Rebeden, woneem hitt Magma opstiggt, dat an de Böverflach as Hotspot-Vulkanismus togang kummt. De ünnere Mantel reckt vun ruchweg 660 km bit 2.900 km Deep un wiest en dörsnittliche Temperatur vun üm un bi 2.000 °C op. He besteiht ut swore Silikaten, neemlich vör allen ut Magnesium-Perowskit un en Mischen ut Metalloxiden as Magnesium- un Iesenoxid, de tohopen as Magnesiowüstit betekent warrt.

In’t Rebeet twüschen 410 km un 660 km liggt de Mantelövergangszoon, de en Övergang vun ünneren na’n böveren Mantel ansehn warrt, allgemeen aver al to’n böveren Mantel tellt. De Grenzen vun disse Schicht warrt över de Deep vun de Mineral-Phasenövergäng vun’t Olivin-System defineert. Olivin is de Hööftbestanddeel vun’n böveren Mantel. Sien Mineralstruktur is afhangig vun sünnere Druck-Temperatur-Bedingen und ännert sik in 410 km in en dichtere Form. In 660 km verfallt de Olivin in Perowskit un Magnesiowüstit. Disse Mineralövergäng sünd verbunnen mit’n Ännern vun de Dicht un de seismischen Impedanz un künnt dorüm mit seismologische Ünnersöken as Diskontinuität nawiest warrn.

De bövere Mantel reckt bit an de Eerdköst. Disse Deel besteiht vör allen ut Peridotit, wat ut Olivin un Pyroxen tosamensett is, un en Andeel vun Granat. To den böveren Mantel tellt de ünnere Deel vun de Lithosphäär – de bövere Deel vun de Lithosphäär warrt vun de Eerdköst billt – un de Asthenosphäär glieks dorünner. De Asthenosphäär is taagplastisch, vun wegen dat de Temperatur vun’t Steenmaterial in dit Rebeet över de Solidustemperatur liggt. Dordör fangt de Steen an, deelwies optosmölten.

De Eerdmantel bargt ruchweg twee Drüddel vun de Eerdmasse mit middlere Dichten vun sien Schalen twüschen 3¼ un meist 5 g/cm³. Na baven hen warrt de Mantel vun de Mohorovičić-Diskontinuität begrenzt, de meist as Moho afkört warrt. Disse is de Grenz na de Eerdköst is al 1909 opdeckt worrn, vun wegen dat sik de Dicht un dormit de Impedanz sprunghaft düchtig ännert. Dordör is se mit Verfohren vun de Seismologie oder Seismik goot to kennen.

 Konvekschoon vun’n Mantel 
Hööftartikel: Mantelkonvekschoon
Ünner Mantelkonvekschoon warrt dat langsome Ümwälzen vun’n Eerdmantel verstahn, wat dör Opdriefkräft tostannen kummt, de dör de hoge Temperatur in’t Binnere vun de Eer wirken doot. Se is also en Form vun thermische Konvekschoon, wat en sünnere Oort vun Transport vun Warmsenergie is. Dör dissen Vörgang warrt de Warms ut be binnere Eer na de Böverflach transporteert. De Born vun disse Warms liggt in’t Entstahn vun de Eer ut Planetesimalen un Meteoriten, de bi’n Impakt jemehr potentielle Energie in Warms ümsett hebbt. Dorto kummt noch’n Bidrag vun radioaktive Elementen in’n Eerdmantel. 

De Steen is aver nich fletig, man verhollt sik vun wegen den hogen Druck taagplastisch oder viskoos, so dat dat Ümwälzen vun’n Eerdmantel bannig langsom, mit Snelligkeiten vun wenige cm in’t Johr, vör sik geiht. An de Böverflach wiest sik disse Konvekschoonsbewegen mit de Bewegen vun de Lithosphärenplaten (Kontinentaldrift), de ok mit en poor cm in’t Johr aflöpt. Dorbi swemmt de fasten Lihtosphärenplaten baven op de weke Asthenosphäär, de sülvst Deel vun de Konvekschoonsbewegen is. Somit is de Mantelkonvekschoon direkt verknütt mit dat Kunzept vun de Platentektonik.

 Eerdköst 
Hööftartikel: Eerdköst
De Eerdköst is de böverste Schicht vun de Lithosphäär un dormit de butenste Schicht vun de fasten Eer. De Kööst is ännerlicher un heterogener as de Mantel. Se wiest sik an de Böverflach in twee verscheden Oorden, de klor ünnerscheedt warrt:

De ozeaansche Eerdkööst is mit 5 bit 7 km Dick en vergliekswies dünne Schicht üm den Mantel. De ozeaansche Köst entsteiht in de Rebeden, woneem de Lithosphärenplaten uteneen gaht, neemlich an de so nöömten middelozeaanschen Rüchen. An disse Rüchen warrt duersom basische Magmas na baven föddert, de dör de Druckentlasten bi’t Apenrieten vun de Köst tostannen kamt. Dat Magma köhlt an’n Seebodden af un billt Basalt- un Gabbrostenen warrt denn mit de afdriften Lithosphärenplatt vun’n Rüch weg transporteert. Op disse Oort warrt jümmer wedder ne’e ozeaansche Köst billt un een kann seggen, je wieter man vun’n Rüch weg is, je öller is de Köst. An Grenzen, wo twee Platen openanner toloopt, warrt de ozeaansche Köst in Subdukschoonszonen wedder in den Eerdmantel afduukt, woneem se wedder to Magma opsmölt. Ut den Grund gifft dat op de Eer keen ozeaansche Köst, de öller is as 200 Millionen Johren.

Dat annere is de kontinentale Eerdköst, de dorgegen ut Steen mit’n lüttere Dicht besteiht. Vun wegen de lütteren Dicht, warrt bi dat Tohopenstöten vun en ozeaansche un en kontinentale Platt jümmer de sworere ozeaansche Platt subduzeert. De kontinentale Kööst swemmt baven op un is dorüm veel öller. Nipp un nau bekeken is de kontinentale Eerdköst ut de spröde Böverköst un de duktile Ünnerköst tosamensett, de dör de so nöömten Conrad-Diskontinuität vunenanner scheedt sünd.

De kontinentale Kööst kann ünnerscheedlich dick wesen. Dat reckt vun ruchweg 25 km bit över 70 km ünner de hogen Barglannen. De dörsnittliche Dick liggt bi ruchweg 35 km. Tosamensett is de kontinentale Köst vör allen ut kristalline Stenen mit Quarz un Feldspat as Hööftbestanddelen (to’n Bispeel Granit). Cheemsch is de kontinentale Köst to 47,2 Gewichtsprozent ut Suerstoff opboet. De Stenen in de Köst un an de Böverflach warrt stännig ümwannelt, wat ok as Kreisloop vun de Stenen betekent warrt, so dat ok vu de kontinentalen Köst kuum mol Stenen to finnen sünd, de vun de Tiet vun’t Billn vun de Eerdköst an so bleven sünd, as se entstahn sünd. De öllsten Stenen, de funnen worrn sünd, hebbt Öller vun knapp 4 Millionen Johren.

 Utforschen vun’n Schalenopbo vun de Eer 
Woans de Eer binnen in opboet is kann een nich direkt ünnersöken, vun wegen, dat een dor nich direkt rinkieken kann. Dat hüütige Verständnis vun den Erdopbo is dat Resultat vun verschedene eerdphysikaalsche Beobachten, de opletzt vun Laborexperimenten mit verscheden Stenen vervullstännigt warrt.

 Gravimetrie un Isostasie 
Eerste Henwiesen op dat Material deep binnen de Eer sünd ut de middeleren Dicht vun 5,5 g/cm³ afleidt worrn. De künn man över’t Gravitatschoonsgesett dör’t Bestimmen vun de Eerdmasse utreken. De Stenen, de bit an de Böverflach kamt, künnt direkt vermeten warrn un wiest in’n Dörsnitt en Dicht vun üm un bi 2,7 g/cm³ op. Dorüt folgt, dat de Stenen binnen in twee bit dree mol dichter wesen mööt. Iesen hett en Dicht vun ruchweg 8 g/cm³ un is in’t Weltall en faken vörkamen Element.

Al fröh in’t 19. Johrhunnert hebbt Meten vun de Lootricht wiest, dat de Eer ünner grote Bargen en lüttere Dicht hett. Dör nipp un naue Meten vun de Sworkraft, wat in de Fackspraak Gravimetrie nöömt warrt, künn gau faststellt warrn, dat de faste Eerdköst ünner de Bargen dicker is as annerswo und dat de Eerdmantel dorünner ut dichtere Stenen besteiht. Grote Bargmassiven sackt dorüm üm so deeper in’t Binnere vun de Eer in, je höger se sünd – jüst so as Iesbargen op’e See. Dit Swemmgliekgewicht warrt facklich as Isostasie betekent. Na dat glieke Prinzip warrt vundaag över de Vermeten vun Satellitenbahnen ok deepere Anomalien in’n Eerdmantel ünnersöcht. 

 Bohren 
Wenn een wat nipp un nau över den Steen weten will, de in de Eer sitt, gifft dat blots de Mööglichkeit, to bohren. De deepste Bohren, de bit hüüt maakt worrn is, weer in Russland op dat Halfeiland Kola. Disse so nöömte Kola-Bohren güng rünner bit op en Deep vun üm un bi 12 km. Dorbi künn de böverste Schicht vun de kontinentalen Köst utforscht warrn. En annere Bohren is bi Windischeschenbach in düütschen Böverpalz maakt worrn. Disse so nöömte Kontinentale Deepbohren (KTB) güng bit op 9,1 km rünner. Plaant weern an sik 14 km, wo man denn de Nahtsteed utforschen wull, an de vör 300 Millionen Johren de fröheren Kontinenten vun Afrika un Europa tohopenstött sünd.

Ok deepe Bohren bewegt sik blots in’t bövere Köstrebeet un künnt dorüm blots’n lütten Inblick in’t Binnere vun de Eer geven. Noch deeper in de Eer rintobohren is na’n hüütigen Stand vun de Technik nich mööglich vun wegen de hogen Drück (ruchweg 400 MPa in 14 km Deep) un de hogen Temperaturen (üm un bi 300 °C in 14 km Deep).

 Vulkanismus 
Dat Magma, dat dör Vulkanen bit an de Eerdböverflach stiegen deit, warrt in verscheden Deep tüügt un föhrt afhangig vun de Tosamensetten to verscheden Oorden vun Vulkanismus. Dat Magma, dat bi’n Vulkanutbrook as Lava föddert warrt, entsteiht in’n Eerdmantel. To’n een gifft dat den Vulkanismus an de middelozeaanschen Rüchen, de teemlich flach entsteiht. Ünner de Grenz vun de Lithosphärenplaten, de hier uteneen driften doot, warrt Mantelsteen dör’t Druckentlasten opsmölt, stiggt op, üm de Lück wedder to sluten un billt dorbi ne’e ozeaansche Köst. En annere Form vun Vulkanismus gift dat an den gegendeligen Platenrand, also in Subduschoonszonen. Dor warrt de afduken Platt in’n hitten Eerdmantel ok wedder opsmölt. De Smölttemperatur warrt dorbi vun’t Water rünnersett, wat in de Platt mit binnen is. Dit Magma stiggt dör den Mantel un de Köst vun de bövere Platt op un billt andesitischen Vulkanismus.

De gröttste Deep, ut de Magma na baven transporteert warrt is wohrschienlich de Wiechert-Gutenberg-Grenz, also de Övergang vun’n Karn na’n Mantel. Vun dor, so warrt vermodt, stiegt de so nöömten Mantelplumes op, de för den Hotspot-Vulkanismus verantwoortlich sünd. Dit Material stammt also ut grote Deep un kann in’t Labor ünnersöcht warrn. Vun Bedüden sünd dorbi ok de Xenolithen, also Frömdmaterial, dat bi’t Opstigen vun’t Magma op’n Weg na baven vun’n ümgeven Steen los- un mitreten warrt. Xenolithen kamt also nich ut de Smölt tostannen, mann warrt eenfach blots mit dat Magma transporteert un geevt so Bispelen för Stenen ut gröttere Deep in’n Eerdmantel.

 Seismologie 
Dagdääglich warrt de Eer vun Eerdbeven to’n wackeln bröcht, de vun Meetinstrumenten överall op de Eer optekent warrt. De seismischen Bülgen, de vun Eerdbeven tüügt warrt, loopt dör de hele Eer, wobi sik de seismische Energie in de verscheden Schichten mit ünnerscheedliche Snelligkeiten utbreden doot. De Snelligkeiten hangt aver af vun de elastischen Egenschoppen vun de Stenen, so dat över’t Meten vun de Looptieten vun de Bülgen, ut dat Opduken vun reflekteerte Bülgentöög un annere Effekten as de Dämpen oder dat Streien vun de Energie op de Struktur un Tostännen vun de Stenen torüchslaten warrn kann.

In’t Johr 1912 hett Beno Gutenberg to’n eersten mol de Grenz twüschen den Silikatschen Mantel un den Nickel-Iesen-Karn in en Deep vun 2.900 km opdeckt. Un korte Tiet vörher al hett de kroaatsche Eerdphysiker Andrija Mohorovičić de na em nöömte Grenzschicht twüschen den Mantel un de Eerdköst opdeckt. Dat güng beids, vun wegen dat an disse Schichtgrenze düütlich Sprüng in de Impedanz vörkamt, de vör allen op’t sprunghafte Anstiegen vun de Snelligkeiten vun de seismischen Bülgen baseert. Dordör warrt Bülgenphasen tüügt, de in’t Seismogramm to sehn sünd. Solke Diskontinuitäten künnt cheemsch wesen, also dör en Wessel vun Materialen mit ünnerscheedliche Snelligkeiten, oder se kamt tostannen dör’t Ännern vun de elastischen Egenschoppen vun’t glieke Material. So warrt to’n Bispeel in de Mantelövergangszoon de Mineralen dör den stiegen Druck un de Temperatur in en dichteret Gidder ümkristalliseert, wat ok as Phasenövergang betekent warrt.

 Meteoriten, Eerdöller 
De Insichten doröver, ut wovun Material de Eer in’t Binnere besteiht, kummt, afsehn vun’n Vulkanismus, ok vun Analogieslussfolgern anhand vun de Tosamensetten vun Meteoriten. Man geiht dorvun ut, dat Chondritische Meteoriten sik siet Entstahn vun’t Sünnsystem kumm mehr verännert hebbt. Dorvun warrt torüchslaten, dat de cheemsche Samttosamensetten vun de Eer gliek is as de vun de Chondriten, vun wegen, dat se de glieke Tosamensetten hebbt as de Planetesimalen, ut de Eer billt worrn is. Ünner de Meteoriten gifft dat aver ok Schören vun differenzeerte Mudderkörpers: Iesenmeteoriten un de Pallasaten, de to de Steen-Iesen-Meteoriten tellt, stammt wohrschienlich ut den Eerdkarn oder de Övergangszoon twüschen den Karn un den Mantel vun differenzeerte Asteroiden, wiel de Achondriten ut jemehrn Mantel oder de Köst stammt. Dormit is dat mööglich, Stenen ut de deepen Rebeden vun de Eer to ünnersöken, de normal nich togänglich sünd.

Meteoriten speelt en grote Rull bi’t Bestimmen vunvt Öller in’t Sünnsystem un ok op de Eer. Dat Öller vun de Eer weer toeerst in de 1950er Johren op 4,55 Milliarden Johren bestimmt anhand vun en Uran-Blie-Dateeren an den Iesenmeteorit Canyon Diablo dör Clair Cameron Patterson un Fritz G. Houtermans. Öllersbestimmen, de op annere Methoden baseert (to’n Bispeel 87Rb-87Sr, 147Sm-143Nd) hebbt siet de Tiet op ruchweg glieke Öller föhrt. Dat öllste Metarial, dat op de Eer funnen worrn is, sünd Zirkon-Kristallen in Westaustralien mit en Öller vun 4,4 Milliarden, wat dormit dat Mindstöller vun de Eer fastleggt.

 Kiek ok 
 Eerdentstahn

 Literatur 
 E. Cesare: Planet Earth. Cosmology, Geology, and the Evolution of Live and Environment, ISBN 0-521-40949-7, Cambridge University Press, Cambridge 1992.
 Marvin Herndon: Earth, Moon, and Planets, Bd. 99, ISSN 0167-9295, Springer Netherlands, 2006, S. 53–89.
 Walter Kertz: Einführung in die Geophysik, Spektrum Akademischer Verlag 1970/1992, 232 S.
 F. Press, R. Siever: Understanding Earth, ISBN 0-7167-3504-0, W.H. Freeman, New York 2000.
 D. Smith: The Cambridge Encyclopedia of Earth Sciences, ISBN 0-521-23900-1, Cambridge University Press, Cambridge 1981.
 H. Zepp: Grundriss Allgemeine Geographie. Geomorphologie, 3. Oplaag, ISBN 3-8252-2164-4, Verlag Ferdinand Schöningh GmbH, Paderborn 2004.

 Weblenken 

 Eerdopbo (Universität Tübingen)
 Binnere Opbo (Marvin Herndon)
 The Interior of the Earth (USGS) (Engelsch)

Kategorie:Eerdphysik
Kategorie:Geologie