Welchen Aggregatzustand hat der untere Erdmantel?

Der Aggregatzustand des unteren Erdmantels: Ein Rätsel aus Druck und Temperatur

Der untere Erdmantel, eine rund 2.000 Kilometer dicke Schicht unter der Erdkruste, verbirgt ein faszinierendes Rätsel. Obwohl er fest ist, verhält er sich in der Tiefe plastisch verformbar. Dieser scheinbare Widerspruch ist ein direktes Ergebnis der extremen Druck- und Temperaturbedingungen in dieser Region.

Die gängige Vorstellung von Festkörpern, die starre Strukturen bilden, trifft im Falle des unteren Erdmantels nicht in vollem Umfang zu. Hier herrschen Temperaturen von bis zu 4.000 °C und Drücke, die millionenfach höher sind als der atmosphärische Druck auf der Erdoberfläche. Diese extremen Bedingungen führen zu einer komplexen Wechselwirkung zwischen den Atomen im Mantelmaterial, vor allem aus Silikatmineralien.

Die Atome im unteren Erdmantel sind zwar durch chemische Bindungen miteinander verbunden, können aber dennoch – aufgrund der enormen Temperaturen und Drücke – relativ leicht ihre Positionen ändern. Dieser Prozess der Bewegung und Umlagerung von Atomen unterscheidet sich deutlich von dem schlichten Brechen von Bindungen, wie es bei Schmelzprozessen zu beobachten ist. Stattdessen handelt es sich um eine “plastische” Verformung, eine Art fließendes Verhalten, das jedoch in einer festen Phase stattfindet.

Man könnte den unteren Erdmantel vergleichen mit einem sehr, sehr zähen, heiß gepressten Kunststoff. Er zeigt zwar keine flüssige Strömung wie Magma, aber er kann sich über sehr lange Zeiträume unter dem Einfluss der gewaltigen Kräfte im Erdinneren verformen.

Diese plastische Verformbarkeit hat weitreichende Auswirkungen auf die Dynamik der Erde. Sie ermöglicht es zum Beispiel, dass Konvektionsströme im Erdmantel entstehen, die wiederum die tektonischen Plattenbewegungen antreiben. Die Verformbarkeit trägt also maßgeblich zum globalen Gesteinstransport und den geodynamischen Prozessen bei.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der untere Erdmantel sich trotz seiner festen Struktur aufgrund der extremen Umgebungsbedingungen plastisch verformbar verhält. Diese einzigartige Eigenschaft ist essentiell für die Funktionsweise unseres Planeten und für die Prozesse, die die tektonische Aktivität prägen. Das Verständnis dieses Phänomens ist entscheidend für ein tieferes Verständnis der inneren Dynamik der Erde.