Aufgaben 174 9.2 Der Aufbau der Erde 1 E Du hast gelesen, dass sich der Aufbau der Erde grob mit dem einer Mozartkugel (mitsamt Folie) vergleichen lässt. Ein anderes Objekt, das sich vom Schichtenbau (wenn auch nicht von der Form) mit der Erde vergleichen lässt, ist ein gekochtes Hühnerei. Material: Gekochte Hühnereier • genaues Lineal oder Schublehre • Plastilin in verschiedenen Farben Schäle ein Hühnerei und miss die Dicke der Schale (wenn möglich mit einer Schublehre) und vergleiche diese mit dem Radius des Hühnereies (miss am stumpfen Ende des Eies). Wie vielen Prozenten des Radius entspricht die Schalendicke? Berechne diese Werte für die Erde und vergleiche deine Ergebnisse. 2 E Wiederhole deine Messungen und Berechnungen für den Eidotter und vergleiche mit dem Erdkern. Versuche, aus verschiedenfarbigem Plastilin ein maßstäbliches Modell der Erde herzustellen, so dass alle Schichten sichtbar sind. Schneide dieses dann vorsichtig in die Hälfte, fotografiere dein Modell und erstelle ein Computerdokument, indem du dein Modell genau beschriftest und mit Maßen versiehst. 3 E Erstelle damit eine ansprechende Folie oder ein Blatt, wo die Eigenschaften der Schichten beschrieben werden. Der Schalenbau der Erde Nachdem die Menschen begriffen hatten, dass die Erde eine Kugel ist, stellten sie sich die Frage, woraus die Erde besteht. Die offensichtliche Antwort wäre, dass unser Planet aus Gestein besteht – schließlich stößt man bei Grabungen bzw. Bohrungen auf Gestein, und abgesehen von Höhlen scheint die Erde solide zu sein. Tatsächlich ist nur ein kleiner Teil unseres Planeten aus festem Gestein. Betrachtet man die Erde im Querschnitt (kAbb. 2), erkennt man einen Aufbau in Schichten – grob gesprochen lässt sich unser Planet mit einer Mozartkugel (mit einem Radius von ca. 6 370 km) vergleichen. Die Erdkruste, die oberste Schicht, entspricht der Alufolie der Mozartkugel. Sie besteht aus festem, leichten Gestein und ist zwischen 8 und 100 km dick. Die häufigsten Elemente sind Sauerstoff (46%), Silizium (28%) und Aluminium (8%) – mehr dazu findest du ab Seite 179. Unter der Erdkruste liegt der Erdmantel (entsprechend Schokolade und Nougat bei der Mozartkugel), der in mehrere Schichten gegliedert ist und aus schwererem Gestein besteht. Die oberste, feste Schicht wird gemeinsam mit der Kruste zur Lithosphäre1 zusammengefasst. Darunter liegt eine Schicht plastisch verformbaren Gesteins, die als Asthenosphäre2 bezeichnet wird. Eine Übergangszone darunter grenzt den äußeren vom inneren Erdmantel ab. Hier ist das Gestein aufgrund der hohen Temperatur (an der unteren Grenze bis zu 3 500 °C) zähflüssig. Die häufigsten Elemente im Erdmantel sind Sauerstoff (45%), Magnesium (23%) und Silizium (22%). Der zentrale Bereich (sozusagen das Pistazienmarzipan) ist der Erdkern, der hauptsächlich aus Eisen besteht, aber auch Nickel (ca. 10%) und leichtere Elemente enthält. Der äußere Teil des Erdkerns ist flüssig, der innere aufgrund des hohen Drucks fest. Im Zentrum der Erde herrscht ein Druck von ca. 360 Mrd. Pa und eine Temperatur von ca. 6 000 °C. 1 Lithosphäre: líthos (griech.) = Stein, sphära (griech.) = Kugel; ist die oberste Schicht der Erde (bei Gliederung nach mechanischen Eigenschaften), die Erdkruste und der feste Anteil des oberen Erdmantels; Ihre Dicke beträgt wenige km bis maximal 200 km, im Durchschnitt etwa 100 km. 2 Asthenosphäre: asthenés (griech.) = schwach; ist die Schicht unter der Lithosphäre (bei Gliederung nach mechanischen Eigenschaften); Sie reicht ca. 300 bis 400 km in die Tiefe. Die Erde besteht aus einer dünnen Kruste aus leichtem Gestein, einem Mantel aus schwerem Gestein und einem Kern aus Nickel und Eisen Abb. 2: Schalenbau der Erde. Unter der Kruste aus leichtem Gestein liegen der Mantel aus schwererem Gestein und der Ni-Fe-Kern. unterer Erdmantel äußerer Kern innerer Kern 6 370 km 5 100 km 2 900 km 400 km Erdkruste oberer Erdmantel Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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