Welche Schichten der Erde sind fest?

Festes Gestein im Erdinneren: Mehr als nur die Oberfläche

Die Erde, unser blauer Planet, ist weit mehr als nur eine grüne und blaue Oberfläche. Ihr Inneres ist ein komplexes System aus verschiedenen Schichten, die sich in ihrer Zusammensetzung, Temperatur und vor allem ihrem Aggregatzustand unterscheiden. Die Frage, welche Schichten der Erde fest sind, ist daher nicht einfach mit einem einzigen Satz zu beantworten. Es hängt stark von der Definition von “fest” und der betrachteten Zeitskala ab.

Die offensichtlichste feste Schicht ist die Erdkruste. Diese äußerste Schale unseres Planeten ist vergleichsweise dünn – zwischen 5 und 70 Kilometern dick, je nach Lage (kontinentale Kruste ist dicker als ozeanische). Sie besteht aus verschiedenen Gesteinen, hauptsächlich Granit (kontinental) und Basalt (ozeanisch), und ist im Vergleich zu den darunterliegenden Schichten relativ kühl und spröde.

Die Erdkruste ist aber nicht allein: Sie bildet zusammen mit der obersten, festen Schicht des Erdmantels die Lithosphäre. Diese “Steinschicht” ist tektonisch aktiv und zerbrochen in verschiedene Platten, die sich langsam, aber beständig bewegen. Die Festigkeit der Lithosphäre ist jedoch nicht absolut. Unter dem Einfluss von immensem Druck und Hitze verformt sie sich über geologische Zeiträume hinweg plastisch. Man könnte also sagen, sie ist auf kurzen Zeitskalen fest, auf langen Zeitskalen eher viskos.

Unter der Lithosphäre liegt die Asthenosphäre, ein Bereich des oberen Erdmantels, der sich durch seine erhöhte Temperatur und Plastizität auszeichnet. Hier liegt die Temperatur zwischen 1000 und 1400 °C. Während die Asthenosphäre nicht im Sinne eines flüssigen Magma-Ozeans flüssig ist, verhält sie sich duktil und fließt langsam – ein Prozess, der die Plattentektonik antreibt. Man könnte sie als “zähflüssig” bezeichnen.

Tiefer im Erdmantel nimmt der Druck weiter zu, was die Gesteine trotz der hohen Temperaturen weniger plastisch macht. Der untere Erdmantel ist daher wieder fester, obwohl er sich aufgrund der immensen Temperaturen nicht im herkömmlichen Sinne “fest” anfühlt. Seine rheologische Eigenschaften sind extrem komplex und hängen stark von Druck, Temperatur und Zusammensetzung ab.

Der Erdkern, bestehend aus einem flüssigen äußeren und einem festen inneren Kern, stellt eine eigene Kategorie dar. Der äußere Kern ist tatsächlich flüssig und besteht hauptsächlich aus Eisen und Nickel. Der immense Druck im inneren Kern hingegen führt dazu, dass das Eisen-Nickel-Gemisch trotz der extrem hohen Temperaturen (bis zu 5200 °C) fest ist.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Die Erdkruste und Teile des oberen Erdmantels (in der Lithosphäre) sind auf menschlichen Zeitskalen eindeutig fest. Die Asthenosphäre ist zähflüssig und verhält sich über geologische Zeiträume plastisch. Der untere Erdmantel ist, trotz hoher Temperaturen, unter dem Einfluss des immensen Drucks wieder fester. Und schließlich ist der innere Erdkern, trotz der höchsten Temperaturen im Erdinneren, aufgrund des extremen Drucks fest. Die Definition von “fest” hängt also stark vom Kontext und der betrachteten Zeitskala ab.