Ist der untere Mantel flüssig oder fest?

Der untere Erdmantel: Fest oder flüssig?

Der untere Erdmantel ist die Schicht unterhalb des oberen Erdmantels und oberhalb des äußeren Erdkerns. Er erstreckt sich von einer Tiefe von etwa 660 km bis 2.900 km unter der Erdoberfläche. Trotz seiner enormen Tiefe und einer chemischen Zusammensetzung, die der des oberen Erdmantels ähnelt, ist der untere Erdmantel aufgrund des extremen Drucks von etwa 1.000 – 1.400 kbar (Kilobar) fest.

Zusammensetzung und Eigenschaften

Der untere Erdmantel besteht hauptsächlich aus Magnesium, Eisen, Sauerstoff und Silizium. Er ähnelt in seiner Zusammensetzung dem oberen Erdmantel, weist jedoch einen höheren Anteil an Eisen auf. Die Dichte des unteren Erdmantels variiert zwischen 3,1 und 4,2 g/cm³, was auf seine feste Natur hinweist.

Phasenübergang

Bei hohem Druck und hoher Temperatur kann Materie Phasenübergänge erfahren, bei denen sie von einem Zustand in einen anderen übergeht. Im Fall des unteren Erdmantels tritt ein Phasenübergang auf, bei dem die Minerale des oberen Erdmantels zu einer dichteren, festeren Struktur komprimiert werden. Dieser Phasenübergang findet bei einer Tiefe von etwa 660 km statt und ist für die feste Natur des unteren Erdmantels verantwortlich.

Beweise für die Festigkeit

Die Festigkeit des unteren Erdmantels wird durch verschiedene geophysikalische Beobachtungen gestützt. Seismische Wellen, die durch die Erde wandern, zeigen, dass der untere Erdmantel sich wie ein Festkörper verhält und seismische Scherwellen überträgt. Darüber hinaus weisen Studien der Erdrotation darauf hin, dass der untere Erdmantel fest genug ist, um an der täglichen und jährlichen Bewegung des Planeten teilzunehmen.

Folgerungen

Der untere Erdmantel ist trotz seiner immensen Tiefe und der Ähnlichkeit seiner Zusammensetzung mit dem oberen Erdmantel aufgrund des extremen Drucks fest. Dieser Phasenübergang bei etwa 660 km Tiefe schafft eine feste Schicht, die sich bis zu einer Tiefe von 2.900 km erstreckt. Die Festigkeit des unteren Erdmantels hat wichtige Auswirkungen auf die Dynamik des Erdinneren und trägt zu unserem Verständnis der Entstehung und Entwicklung unseres Planeten bei.