Aufbau eines Planeten – die Erde
Entdecke die Geheimnisse unter deinen Füßen! Die Erde besteht aus drei Schalen – Kruste, Mantel und Kern –, die verschiedene Schichten bilden. Erfahre, wie tausende Kilometer tiefe Schichten aus festen und flüssigen Gesteinen den Aufbau der Erde bestimmen. Interessiert? Lies mehr!
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Grundlagen zum Thema Aufbau eines Planeten – die Erde
Der innere Aufbau der Erde
Hast du dir schon einmal überlegt, was sich da unter deinen Füßen befindet? Oft stehst du auf Steinen oder auf einer geteerten Straße und manchmal kannst du sogar beim Tauchen den See- oder Meeresgrund sehen. Aber wie ist die Erde unter unseren Füßen wirklich aufgebaut, was gibt es da tief unten und wie wurde der Aufbau der Erde erforscht? Gibt es so lange Bohrer, die das Erdinnere erreichen können und vielleicht bis zur anderen Seite der Erde bohren?
Einfach erklärt besteht der Aufbau der Erde aus drei Schalen (Schalenaufbau der Erde): der Erdkruste, dem Erdmantel und dem Erdkern. Und diese drei Schalen kann man nochmals in Erdschichten unterteilen.
Bisher sind die Forschenden ungefähr zwölf Kilometer tief in die Erde vorgedrungen. Stell dir vor: nur zwölf Kilometer. Bis zum Erdinneren sind es über 6 000 Kilometer. Da fehlen noch ziemlich viele Bohrerlängen.
Der Aufbau der Erde ist ein spannendes Thema im Unterricht der Grundschule und der weiterführenden Schule. Im Folgenden erfährst du, wie der Aufbau der Erde allgemein ist, wie die Schichten der Erde heißen, welche Schichten der Erde flüssig sind und woher wir den Aufbau der Erde kennen.
Der Schalenaufbau der Erde im Detail
Oft wird auf die Frage, wie die Erde aufgebaut ist bzw. wie die Schichten heißen, mit drei bzw. sechs Schichten geantwortet. Merke dir:
- Die Erde besteht aus drei Schalen (äußere, mittlere, innere Schale).
- Diese Schalen kann man nochmals unterteilen, da sich durch unterschiedliche Temperaturen und Druckverhältnisse verschiedene Schichten bilden.
- Eine häufig angewandte Unterteilung ist: Erdkruste, oberer Erdmantel, unterer Erdmantel, äußerer Erdkern, innerer Erdkern.
Die Erdkruste
Die Erdkruste bildet die äußerste Schale der Erde – manche bezeichnen sie auch als Erdrinde. Die Erdoberfläche, auf der du stehst und gehst, ist der äußerste Rand dieser Erdkruste. Insgesamt ist die Erdkruste ungefähr 40 Kilometer dick, an manchen Stellen weniger und an manchen mehr.
- Die Erdkruste besteht aus festem Gestein.
- Dieses feste Gestein ist in sieben große und viele kleine Platten unterteilt, die sich ganz langsam bewegen.
- Kannst du dir vorstellen, was passiert, wenn sich Platten aufeinander zubewegen oder aneinander vorbeiwandern und sich dabei verhaken? Ja, so entstehen Erdbeben.
Die Abbildung zeigt dir die Platten und ihre Bezeichnungen. Weißt du denn, auf welcher Platte Deutschland liegt? In der Abbildung siehst du, dass Deutschland auf der riesigen Eurasischen Platte liegt.
Der Erdmantel
Unter der Erdkruste liegt der 2 850 Kilometer tiefe Erdmantel. Dieser bildet die mittlere und auch die mächtigste Schale und ist in zwei Schichten aufgeteilt: in den oberen Erdmantel und den unteren Erdmantel.
Die oberste Schicht des oberen Erdmantels besteht noch aus festem Gestein, obwohl hier schon Temperaturen von einigen 100 Grad Celsius herrschen. Diese oberste Schicht wird gemeinsam mit der Erdkruste Lithosphäre genannt. Lithos ist griechisch und heißt übersetzt Stein.
Darunter steigen die Temperaturen weiter an und ab ungefähr 100 Kilometer Tiefe werden die Gesteine verformbarer – der größte Teil des oberen Erdmantels besteht aus zähflüssigem Gestein.
Was denkst du: Ist es im unteren Erdmantel heißer als im oberen oder kühlt es hier wieder ab? Hier wird es noch heißer! Bis zum Ende des unteren Erdmantels steigt die Temperatur auf etwa 3 500 Grad Celsius an. Jedoch herrscht hier auch ein enormer Druck, wodurch das Gestein wieder fester als im vorherigen Teil ist.
Der Erdkern
Auch der Erdkern als Erdinneres lässt sich zweiteilen.
- Ab 2 900 Kilometer Tiefe beginnt der äußere Erdkern. Dort liegt die Temperatur ungefähr zwischen 3 500 und 5 000 Grad Celsius. Hier ist das Gestein flüssig.
- Daran schließt sich dann der innere Erdkern ab ungefähr 5 100 Kilometern an. Dort ist es am heißesten: über 5 000 Grad Celsius. Erstaunlicherweise ist der innere Erdkern jedoch höchstwahrscheinlich fest, denn der Druck ist dort am höchsten. Man spricht von einem Metallkern, da der Erdkern aus 80 % Eisen und 20 % Nickel besteht.
Der Aufbau der Erde auf einen Blick
Und woher wissen die Forschenden jetzt all das, wenn sie nur zwölf Kilometer weit hinunter bohren können? Mithilfe bestimmter Geräte (Seismografen) können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Vermutungen über den Aufbau der Erde und die Zusammenhänge mit der Plattentektonik, dem Magnetfeld der Erde und der Lithosphäre anstellen.
| Besonderheiten | Aufbau der Erde |
|---|---|
| Aufteilung | Der Planet Erde besteht aus drei Schalen. Diese Schalen kannst du nochmals in verschiedene Schichten unterteilen. |
| Unterschied der Gesteinsform | Die Unterschiede entstehen durch verschiedene Temperaturen und Druckverhältnisse. In manchen Tiefen sind die Gesteine zähflüssig bis flüssig, der innere Erdkern ist jedoch aufgrund des enorm hohen Drucks fest. |
| Lithosphäre | Das oberste feste Gestein der Erde wird als Lithosphäre bezeichnet und hat Anteil an der Erdkruste und am obersten Teil des oberen Erdmantels. |
Möchtest du dein Wissen zum Aufbau der Erde vertiefen? Im Anschluss an den Lerntext und das Video findest du ein Arbeitsblatt im PDF-Format sowie weitere Unterrichtsmaterialien für Schülerinnen und Schüler zum Thema Aufbau der Erde (Grundschule).
Transkript Aufbau eines Planeten – die Erde
Was da wohl drin ist? Wie, Luft? Ja klar. Ich meine aber, was in unserer Erde drin ist. Die ist ja wohl kein Wasserball. Leben wir auf einem großen Erdklumpen oder hat die Erde eine Schale, einen Kern? Und was kann man da womöglich noch alles finden? Der Sache muss ich doch mal auf den Grund gehen. Unsere Erde entstand vor unvorstellbar langer Zeit, nämlich etwa 4,5 Milliarden Jahren, vermutlich durch Verklumpungen in einer große Wolke aus Gas und Staub, dem Vorläufer unseres Sonnensystems. Die größeren Klumpen sammelten durch ihre Anziehungskraft weiteren Staub auf. Die Erde wuchs dann wohl durch Zusammenstöße solcher Klumpen an, mit einem metallischen Kern und einem Mantel aus Gestein. Aber es dauerte noch Milliarden von Jahren, bis sich das Erdinnere so ausgebildet hatte, wie wir es uns heute vorstellen. Auf unserer Reise von der Erdoberfläche bis hinab zum Erdkern müssen wir uns allerdings oft auf Vermutungen verlassen, denn das Innere unseres Planeten ist weithin unerforscht. Wir beginnen unsere Reise auf der Erdoberfläche. Wir beginnen unsere Reise auf der Erdoberfläche. Sie ist die Grenze zwischen der Atmosphäre, also der gasförmigen Hülle, die die Erde umgibt und dem festen Land beziehungsweise den Gewässern. Nur knapp ein Drittel der Erdoberfläche ist Landfläche. Der weitaus größte Teil ist von Wasser bedeckt und nahezu die Hälfte dieser Wasserfläche macht der riesige Pazifische Ozean aus. Unsere Erde ist aus Schalen aufgebaut. Die feste, äußerste Schale ist die Erdkruste oder Erdrinde. Sie heißt so, weil sie ähnlich wie die Baumrinde oder die Brotkruste eine dünne Schicht ist, die die anderen Schalen umschließt. Und die Erdoberfläche ist der äußere Rand der Erdkruste. Die Erdkruste ist im Durchschnitt gerade einmal 40 Kilometer dick. Trotzdem ist es dem Menschen bislang nicht gelungen, sie zu durchdringen. Die tiefste Bohrung liegt bei etwas über 12 Kilometern Tiefe, also weniger als die Hälfte der Erdkruste. Die Erdkruste besteht aus festem Gestein. Tatsächlich haben die sieben großen und vielen kleineren Platten, aus denen die Erdkruste zusammengesetzt ist, aber keinen festen Platz. Sie treiben wie Eisschollen auf dem darunterliegenden dichteren Erdmantel und sie bewegen sich mit Geschwindigkeiten von einigen Millimetern bis Zentimetern im Jahr auseinander. Das wird Kontinentaldrift oder Kontinentalverschiebung genannt. Es geht so langsam, dass kein Mensch davon etwas mitbekommt. So wächst zum Beispiel der Abstand zwischen Amerika und Europa um 1,5 Zentimeter pro Jahr an. Spürbar wird dies, wenn einzelne Erdplatten aneinander stoßen. Dann entstehen zum Teil gewaltige Erdbeben. Direkt unter der Erdkruste liegt die mittlere Schale, der sogenannte Erdmantel. Er ist mit durchschnittlich 2.850 Kilometern Stärke die mächtigste der Erdschalen. Der obere Erdmantel reicht von etwa 40 bis in etwa 660 Kilometer Tiefe. Trotz rapide ansteigendem Drucks und Temperaturen von einigen Hundert Grad Celsius sind die Gesteine bis in rund 100 Kilometer Tiefe noch fest. Daher wird die oberste Schicht des Erdmantels zusammen mit der Erdkruste auch Lithosphäre genannt, von Griechisch lithos, Stein. Bis in etwa 300 Kilometer Tiefe steigen die Temperaturen dann auf über 500 Grad Celsius. Die Gesteine des Erdmantels sind hier verformbar, daher können sich auch die Platten auf der Erdkruste verschieben. Temperatur und Druck nehmen bis in etwa 660 Kilometer Tiefe immer weiter zu, ebenso wie die Dichte des Gesteins. Darunter, im unteren Erdmantel, zerfallen schließlich die von der Erdoberfläche her bekannten Gesteine und nehmen bei Temperaturen um 1.000 Grad Celsius neue Formen an. Bis in 2.900 Kilometer Tiefe, wo der Erdkern beginnt, steigt die Temperatur auf 3.500 Grad Celsius an. Nur der enorme Druck im Erdinneren verhindert hier noch das Schmelzen des Gesteins. In einer Tiefe von etwa 2.900 Kilometern beginnt dann der Erdkern, der zentrale metallische Teil unseres Planeten. Mit einem Durchmesser von rund 6.950 Kilometern füllt er die Erde mehr als zur Hälfte aus. Der innere Erdkern beginnt schließlich in etwa 5.150 Kilometern Tiefe und reicht bis zum Erdmittelpunkt in durchschnittlich 6.371 Kilometer Tiefe. Die Temperatur steigt noch einmal auf bis zu 6.500 Grad Celsius an. Durch den enormen Druck ist der innere Erdkern dennoch fest. Vermutlich besteht er aus etwa 80 Prozent Eisen und 20 Prozent Nickel. All dies wissen oder vermuten wir nur aus Messungen über Umwege. Und das wird so wohl auch bleiben, denn es ist kaum vorstellbar, dass die Menschen jemals bis in diese Tiefen vorstoßen können. Das war doch lecker, ich meine natürlich lehrreich. Dann wollen wir unser Wissen doch schnell mal speichern: Unsere Erde ist aus Schalen aufgebaut. Die feste, äußerste Schale ist die Erdkruste oder Erdrinde. Die Erdoberfläche ist der äußere Rand der dünnen Erdkruste. Der weitaus größte Teil der Erdoberfläche ist von Wasser bedeckt. Unter der Erdkruste liegt die mittlere Schale, der Erdmantel. Er ist verformbar und auf ihm treiben die Platten der Erdkruste. Und die Mitte unserer Erde ist vom Erdkern aus Metall angefüllt. Mal sehen, ob dieses Ding hier auch einen Kern hat. Ups...
Aufbau eines Planeten – die Erde Übung
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Wie sieht die Erde von innen aus? Beschrifte.
TippsWie bei einem Apfel befindet sich der Kern im innersten Teil der Erde.
LösungUnsere Erde besteht aus mehreren Schichten sowie einem Erdkern.
Die erste Schicht an der Erdoberfläche ist die Erdkruste. Sie wird auch Erdrinde genannt und ist mit einer Tiefe von 40 km sehr dünn. Trotzdem konnte der Mensch sie bisher nur bis zu 12 km Tiefe durchdringen.
Die zweite Schicht liegt unter der Erdkruste und reicht bis zu einer Tiefe von 660 km. Sie wird oberer Erdmantel genannt.
Anschließend folgt der innere Erdmantel. Er bildet die dritte Schicht, welche sich in einer Tiefe von 660 km bis 2.900 km befindet.
In etwa 2.900 km bis 5.150 km Tiefe beginnt der metallische äußere Erdkern. In ihm befindet sich der innere Erdkern, welcher in einer Tiefe von 6.950 km erreicht wird.
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Woraus bestehen die Erdschichten?
TippsDer innere Erdkern ist sehr starkem Druck ausgesetzt, sodass er fest ist.
Die Kontinentalplatten bewegen sich auf dem Erdmantel.
LösungWie du weißt, besteht die Erde aus mehreren Schichten. Jede Schicht hat dabei eine unterschiedliche Beschaffenheit. Dies liegt zum einen am Druck, welchem die Schicht ausgesetzt ist und zum anderen an der dort herrschenden Temperatur.
Die Erdkruste besteht aus festem Gestein, welches die Kontinentalplatten unserer Erde bildet.
Der Erdmantel liegt direkt unter der Erdkruste und besteht aus formbarem Gestein. Auf ihm treiben die Kontinentalplatten der Erdkruste und bewegen sich.
Anschließend beginnt der zentrale und metallische Teil unserer Erde. Der äußere Erdkern besteht aus flüssigem Metall, während der innere Erdkern aus hartem Metall besteht. Es wird vermutet, dass sich der Erdkern zu 20 % aus Eisen und zu 80 % aus Nickel zusammensetzt.
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Wie ist die Erde entstanden? Erkläre.
TippsDas Erdinnere wurde noch nie von einem Menschen betreten. Wir können nur erahnen, wie es dort aussieht.
Zwei Wörter bleiben übrig.
LösungSeit es Menschen gibt, beschäftigt sie die Frage nach der Entstehung unserer Erde. Viele Forscher versuchen diesem Phänomen immer wieder auf den Grund zu gehen. Bis jetzt können wir nur Vermutungen darüber anstellen.
Es wird davon ausgegangen, dass die Entstehung der Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren ihren Anfang nahm. Damals befanden sich in unserem Universum riesige Wolken aus Staub und Gas, aus denen sich viele kleine Klumpen bildeten. Diese wurden aufgrund der starken Anziehungskraft immer gewaltiger und verbanden sich zu einem großen Klumpen.
Die herrschende Schwerkraft sorgte für enormen Druck im Erdinneren, sodass sich im Laufe der Zeit ein metallischer Kern sowie ein Mantel aus Gestein bildete.
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Welche Aussagen zur Kontinentaldrift sind richtig? Entscheide.
TippsDie Kontinentalplatten befinden sich an der Erdoberfläche.
Die Kontinentalplatten schwimmen. Stell dir vor, wie sich Eisschollen auf einem See bewegen.
LösungDie Erdkruste besteht aus sieben großen und vielen kleineren Kontinentalplatten aus Gestein. Sie besitzen keinen festen Platz, sondern treiben wie Eisschollen auf dem darunter liegenden, dichteren Erdmantel.
Dabei bewegen sie sich nur minimal, mit Geschwindigkeiten von einigen Millimetern und Zentimetern auseinander. Dies wird Kontinentaldrift oder Kontinentalverschiebung genannt.
Das geht so langsam, dass kein Mensch etwas davon mitbekommt. So wächst zum Beispiel der Abstand zwischen der amerikanischen Platte und der europäischen Platte um etwa 1,5 cm im Jahr an.
Spürbar wird dies jedoch, wenn einzelne Platten aneinanderstoßen. Dann geschehen zum Teil gewaltige Erdbeben.
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Was weißt du über die Erdoberfläche? Bestimme.
TippsDer Pazifik macht die Hälfte der Wasserfläche auf der Erde aus.
Ungefähr $\frac{1}{3}$ der Erde besteht aus Landfläche.
LösungDie Erdoberfläche ist die Grenze zwischen der gasförmigen Atmosphäre und der äußeren Erdschale. Sie setzt sich zu unterschiedlichen Teilen aus Land- und Wasserfläche zusammen.
Etwa ein Drittel der Oberfläche besteht aus Landfläche (29 %), während etwa 71 % von Wasserfläche bedeckt sind. Nun weißt du, warum die Erde auch der „blaue Planet“ genannt wird.
Auf der Erde haben wir drei große Ozeane: den Pazifischen, Atlantischen sowie Indischen Ozean. Dabei ist der Pazifische Ozean der größte Ozean unter ihnen und macht etwa die Hälfte (50%) der gesamten Wasserfläche aus.
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Wie entstehen Erdbeben? Erkläre.
TippsDie Platten, aus denen die Erdkruste sich zusammensetzt, nennt man Kontinentalplatten.
Wenn du ein Marmeladenglas nicht öffnen kannst, baut sich Spannung auf. Meist gibt es einen Ruck und das Glas geht auf. Die Spannung, die entsteht, wenn zwei Erdplatten aneinander reiben, löst sich ebenso.
LösungBei einem Erdbeben wackelt ein Teil der Erde für Sekunden oder auch Minuten. Die meisten Erdbeben spürst du nicht. Andere wiederum sind so stark, dass sie ganze Häuser und Straßen beschädigen. Auch in Deutschland geschehen regelmäßig Erdbeben. Ihre Stärke ist jedoch so gering, dass du sie kaum wahrnimmst.
Doch wie entstehen Erdbeben eigentlich? Die Erdkruste besteht aus mehreren Kontinentalplatten, die sich ständig bewegen. Dabei kann es passieren, dass zwei Platten aufeinander zutreiben oder aneinander vorbeigleiten und sich mit ihren Rändern berühren. Dann entsteht eine starke Spannung, welche nur mit einem Ruck gelöst werden kann. Dabei geraten die Platten in eine kurze, aber starke Bewegung. Es entsteht ein Erdbeben.
Die Beben breiten sich vom Berührungspunkt der Platten wellenartig in die Umgebung aus. Meistens folgen auf ein Erdbeben noch kleinere Nachbeben.
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