Abschnitt 2 Bau des Erdkörpers

TU Dresden / Institut für Geotechnik
Fachbereich Angewandte Geologie
Abschnitt 2
Vorlesungsmaterial Ingenieurgeologie
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Bau des Erdkörpers
SCHALENBAU DES ERDKÖRPERS
Schematischer Schalenbau des Erdkörpers
i. e. S. mit Erdkruste, Erdmantel und Erdkern.
Die äußerste Schale (hier nicht dargestellt)
wird durch die Atmosphäre gebildet, unter
der die Hydrosphäre (Wasserhülle, blau)
folgt. Beide gehören mit zum Schalenbau
der Erde.
Der Schalenbau der Erde ist das Ergebnis
von Differenzierungsprozessen bei der
Entstehung des Erdkörpers (seit ca. 4,6
Mrd. Jahren).
[2.1]
Vereinfachte Übersicht zur Schalen-Gliederung des Erdinneren (nach Richter 1992)
Schale
Erdkruste:
Obere Kruste
Conrad-Diskontinuität
Untere Kruste
Mohorovičić-Diskontinuität (Moho)
Erdmantel:
Oberer Mantel
Unterer Mantel
Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität
Erdkern:
Äußerer Kern
Innerer Kern
Tiefe*
[km]
Dichte
[g/cm³]
Temperatur
[°C]
bis 30
30
bis 50
50
2,7
670 - 740
3,0
1000
Basalt / Gabbro
(basische Gesteine)
bis 400
b. 2900
b. 2900
3,3-4,6
5,7
1400
2500
Peridotit / Eklogit
(ultrabasische Gesteine), Sulfide
b. 5100
9,4
11-13,5
2500-3000
3000-5000
durchschnittliche
chemische
Zusammensetzung
Kontinent: Granit /
Gneis (saure Gest.)
HochdruckMinerale oder
Ni / Fe
* im Durchschnitt
GEOTHERMISCHE TIEFENSTUFE / GEOTHERMISCHER GRADIENT
„Gesetzmäßige" Erhöhung der Temperatur in der Erdkruste zur Tiefe hin, Tiefenstufe in Meter
/ 1 °C Erwärmung; geothermischer Gradient ⇒ reziproker Wert [°C / km]
Mittelwert im Kontinentbereich:
33 m / 1 °C bzw. 30 °C / km
Möglicher Wertebereich:
Südafrika, Kanada (alte Schilde)
Gebiete mit jungem Vulkanismus, z.B. Toskana
125 m / 1°C (8 °C / km)
11 m / 1 °C (90 °C / km)
Oberpfalz, Tiefbohrung. KTB (9000 m; 270 °C)
ca. 33 m / 1 °C (30 °C / km)
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LITHOSPHÄRE UND ASTHENOSPHÄRE
Die Lithosphäre
(gr. lithos = Stein; sphaira = Kugel)
Die Asthenosphäre
(gr. a - sthenos = ohne Festigkeit)
umfasst die festen Teile der Erdkruste und des
oberen Erdmantels und besteht aus Gesteinen
unterschiedlicher Zusammensetzung. Sie reicht
zwischen 30 und 100 km tief.
ist der unterhalb der Lithosphäre anschließende
Teil des oberen Erdmantels, der sich in einem
quasi-flüssigen, plastischen Zustand befindet.
(grob schematisch, Profil stark überhöht, nach Stanley 2001 und Richter 1992)
Die Lithosphäre ist in große
Lithosphärenplatten zerlegt,
die sich horizontal bewegen.
Dieser Vorgang (Plattentektonik) wird angetrieben von
Konvektionsströmen in der
flüssigkeitsähnlichen Asthenosphäre. Dabei kann ozeanische Kruste an Plattengrenzen „verschluckt“ (subduziert) werden, Kollisionen
von Platten führen zur Auffaltung von Gebirgen. Plattenränder sind oft seismisch
aktiv (Erdbeben!). [2.2]
Literatur
BAHLBURG, H. & BREITKREUZ, C.: Grundlagen der Geologie. Stuttgart 1998
RICHTER, D.: Allgemeine Geologie. Berlin, New York, 4. Aufl. 1992
STANLEY, S.: Historische Geologie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 2005
Bildquellen
[2.1] Internet. www2.klett.de (März 2013)
[2.2] Internet: commons.wikimedia.org/wiki/File: Tectonic_plates_de.png (März 2013)
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