Warum ist die Erde innen warm?

Unter unseren Füßen brodelt das flüssige Innere der Erde. Vulkanausbrüche und Geysire zeigen, welche Hitze dort herrscht – im Erdkern über 6000 Grad Celsius. Aber warum ist es in der Erde eigentlich so heiß?

Die Erde war nach ihrer Entstehung zuerst eine glühende Kugel.
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Ein Großteil der Hitze stammt noch aus den Kindertagen der Erde, als sich Staub und Gesteinsbrocken zu einem Planeten verdichteten. Das Wort „verdichten“ klingt allerdings etwas zu harmlos: In Wirklichkeit muss man sich das vorstellen, wie viele große Meteoriteneinschläge – jeder Einschlag eine gigantische Explosion, die den jungen Planeten aufheizte und das Material schmolz.

Meteoriteneinschläge heizten die junge Erde zusätzlich auf.
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Seitdem ist es etwas ruhiger geworden und die Erde kühlt sich wieder ab. Das tut sie allerdings äußerst langsam, die Hitze im Erdinneren kann nur sehr langsam in das Weltall entweichen. Heiße Magmaströme im zähen Erdmantel transportieren die Wärme nach oben. Dort bleibt sie unter der starren Erdkruste wie unter einem Deckel eingeschlossen. Nur langsam gibt das Krustengestein die Wärme ins Weltall ab.

Außerdem wird im Inneren der Erde immer noch Wärme nachproduziert. Das liegt daran, dass die Erde in ihrem Kern eine Menge radioaktiver Stoffe wie beispielsweise Uran besitzt. Seit der Entstehung unseres Planeten zerfallen sie und geben dabei über einen sehr lange Zeitraum Wärme ab. Dieser „Brennstoff“ reicht noch für viele Milliarden Jahre.

Sowjetunion gräbt tiefstes Loch der Erde

Die Hölle angebohrt

Noch nie ist ein Mensch tiefer in die Erde eingedrungen: Auf der Halbinsel Kola hat ein sowjetisches Forscherteam ein Loch von über 12 Kilometer Tiefe in die Erdkruste gebohrt. Wegen der unerwartet großen Hitze im Untergrund wurde die Aktion nach 12.262 Meter eingestellt.

Schon im Jahr 1970 hatte die ehemalige Sowjetunion mit ihrer Bohrung auf der Halbinsel Kola im Norden des Landes begonnen. Ziel der „supertiefen Kola-Bohrung SG-3“ war es, die Grenze zwischen Erdkruste und Erdmantel zu erreichen und Gesteinsproben zu entnehmen. Die Wahl fiel auf Kola, weil das Gestein hier mehr als zwei Milliarden Jahre alt ist. Hier setzte die Bohrmaschine „Uralmasch-4E“ an, die auch für Erdölbohrungen genutzt wurde. Später wurde sie durch ein Gerät ersetzt, das bis 15 Kilometer ins Erdreich gelangen sollte.

Auf dem steinigen Weg in den Untergrund wurden 45.000 Gesteinsproben entnommen, diverse Fossilien entdeckt und sogar Gold gefunden. Auch für die Industrie nützliche Kupfer- und Nickelvorkommen konnten geortet werden. Die größte Überraschung aber war: Ab 10 Kilometer Tiefe herrschte eine ungeahnte Hitze. Die Temperaturen waren mit 180 Grad Celsius viel höher als erwartet. Bei 12.262 Meter Tiefe war schließlich Endstation. Technische Pannen verhinderten das Voranschreiten der Bohrarbeiten. Es ist sogar von höllischen Geräuschen im Untergrund die Rede. Ob es sich bei den schauderhaften Klängen um Gruselgeschichte handelt, oder ob hier die Erdkruste ächzt? Für die Wissenschaft gibt die supertiefe Kola-Bohrung jedenfalls noch einige Rätsel auf.

Kola-Bohrung, 1981
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Tiefenrekord der USA gebrochen

Mit der Kola-Bohrung verfolgte die Sowjetunion neben einem wissenschaftlichen noch ein anderes Interesse:

Sie wollten die USA übertrumpfen, die mit ihrer Bohrung „Berta Rogers“ immerhin 9.583 Meter Tiefe erreicht hatte. Im US-Bundesstaat Oklahoma liegt dieses Bohrloch, das von 1974 an als das tiefste der Welt galt. Doch der Rekord währte nur fünf Jahre. Am 6. Juni 1979 hatte die UdSSR den Tiefenrekord der Amerikaner mit der Kola-Bohrung geknackt. Trotz aller Rekorde: Bei einem Erdradius von 6371 Kilometern sind beide Löcher gerade mal ein kleiner Piekser an der Erdoberfläche.

Geburt einer Insel

30 Kilometer südlich von Island ist eine Insel aus dem Meer geboren. Seit dem 14. November spuckt hier ein junger Vulkan Feuer und Asche. Seine Lavamassen haben bereits eine 40 Meter hohe und gut 500 Meter lange Insel wachsen lassen.

Weiß-graue Aschewolken hängen am Himmel und verdunkeln ihn. Feines Vulkangestein prasselt auf die Umgebung, jeder Lavaausstoß wird von Donnergrollen begleitet. 10 Kilometer ragt die Rauchsäule in die Höhe, die der Vulkanausbruch verursacht. Und immer weiter wächst dabei eine Insel vor Islands Südküste.

Der Ausbruch des Unterwasservulkans kam unerwartet, aber nicht ohne Vorboten. Seismologen haben bereits eine Woche zuvor in der Hauptstadt Reykjavik kleinere Erdbeben gemessen – Zeichen dafür, dass sich an der Plattengrenze des Mittelatlantischen Rückens einiges tut. Zusätzlich hatte ein Forschungsschiff festgestellt, dass das Meer wärmer war als sonst. Und Einwohner der nahe gelegenen Küstenregion glaubten Schwefelwasserstoff gerochen zu haben. Als der Vulkan am Meeresgrund in 130 Meter Tiefe ausbrach, blieb das zunächst unbemerkt. Seine Explosionen wurden vom Wasserdruck abgeschwächt. Doch durch sein Wachsen näherte er sich dem Meeresspiegel und durchbrach ihn schließlich wild spuckend. Das war die Geburt einer Insel in Island.

Einen Namen hat die neue Insel vor der Südküste bereits: „Surtsey“ heißt sie nach Surt, dem Feuerriesen. Von dem erzählt eine nordische Sage, er schleudere Feuer und vernichte mit seinem glühenden Schwert alles Leben.

Spalt zwischen nordamerikanischer und eurasischer Platte
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Vor der Küste Islands wächst eine Vulkaninsel aus dem Meer.
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Wie Island entstand

Island ist eigentlich nichts anderes als der Höhepunkt eines riesigen Gebirges im Atlantik: Fast 20.000 Kilometer lang ist der Mittelatlantischen Rücken, der sich von Nord nach Süd durch den gesamten Atlantik erstreckt. Auf der Höhe von Island driften die Nordamerikanische und die Eurasische Platte auseinander, jedes Jahr um etwa zwei Zentimeter. Wo sie sich spreizen, dringt heißes Magma aus dem Erdinneren an die Oberfläche. Diese Vulkanausbrüche türmen seit Jahrmillionen unter Wasser Gebirge auf und sorgten vor 17 bis 20 Millionen Jahren dafür, dass Island über dem Meeresspiegel auftauchte. Bis heute sind diese Vulkane aktiv. Und jetzt haben sie erneut eine Insel geboren: Surtsey.

Zeugen von Vulkanismus

Selbst wenn ein Vulkan lange nicht ausgebrochen ist, merkt man, dass es ihn gibt. Denn seine Magmakammern bleiben noch lange erhalten. Diese Kammern geben nach wie vor Hitze und Gase ab, die in die Erdkruste entweichen.

Heiße Quellen in Island
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Diese Wärme heizt das Grundwasser auf, es steigt nach oben und entweicht an der Erdoberfläche als Wasserdampf oder als heißes Wasser. So entstehen Dampf- und Thermalquellen. In Deutschland sind die Städte Wiesbaden und Baden-Baden bekannt für ihre Thermalquellen und Bäder. Solche Quellen können sehr heiß sein, in der Toskana gibt es zum Beispiel Dampfquellen mit 230 Grad Celsius. Aus dieser Wärme gewinnen auch Geothermiekraftwerke Strom.

Manche dieser heißen Quellen liefern ein spektakuläres Naturschauspiel: Plötzlich schießt eine Fontäne aus heißem Wasser aus dem Boden. Die berühmteste dieser Springquellen oder Geysire ist der „Old Faithful“ im Yellowstone Nationalpark in den USA. Etwa alle 90 Minuten spuckt er für einige Minuten eine Wasserfontäne fast 50 Meter in die Höhe. Der Grund: Unter der Öffnung eines Geysirs führt ein langer, dünner Spalt in die Tiefe, der mit Wasser gefüllt ist. Unten ist es kochend heiß, doch das kühlere Wasser im Spalt versperrt den Ausgang. Erst wenn es in der Tiefe heiß genug ist, reicht der Druck, um auf einen Schlag das gesamte Wasser herauszuschleudern: Der Geysir „springt“. Nach dem Ausbruch füllt sich der Spalt wieder mit kaltem Grundwasser und das Aufheizen beginnt von vorne.

Old Faithful
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Im Wasser und im Dampf der heißen Quellen sind Gase und Salze enthalten, zum Beispiel Kohlendioxid oder Schwefelverbindungen. Einige dieser Stoffe stammen aus dem Magma, andere wurden auf dem Weg durch verschiedene Gesteinsschichten aufgenommen. An der Oberfläche werden die Gase frei, darunter Schwefelwasserstoff, ein Gas, das nach faulen Eiern riecht. Andere Mineralien lagern sich ab, wenn sie an der Erdoberfläche abkühlen. Sie bilden dann eine Kruste, die man auch Sinter nennt. In der türkischen Stadt Pamukkale haben solche Sinter aus Kalk ganze Terrassen geformt.

Sinterterrassen Pamukkale
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Heiße Quellen gibt es auch unter Wasser, nämlich am Meeresboden. Schwarze Wolken dringen dort aus Gebilden, die aussehen wie Schornsteine. Es sind die sogenannten Schwarzen Raucher. Was aus ihnen heraussprudelt ist allerdings kein Ruß, sondern bis zu 400 Grad heißes Mineralwasser. In diesem Wasser sind große Mengen an Metallen wie Zink, Eisen oder Kupfer als Schwefelsalze gelöst. Diese Schwefelverbindungen im Wasser sind es, die die heißen Unterwasserquellen schwarz färben.

Die Anfänge der Erde

Wir würden die Erde unmittelbar nach ihrer Entstehung nicht wiedererkennen. Sie war ein äußerst ungemütlicher Planet: Es gab weder Kontinente noch Ozeane, sondern eine brodelnde Oberfläche aus glühend heißem, zähflüssigem Magma. Warum konnte sich lange Zeit keine Erdkruste bilden?

Eine glühende Gesteinskugel: Die frisch entstandene Erde
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Vor gut 4,5 Milliarden Jahren verdichteten sich Kometen, Asteroiden, Gas und Staub zu unserem Planeten. Die eigene Schwerkraft presste diese Einzelteile zusammen, so dass sie einem starken Druck ausgesetzt waren. Am höchsten war dieser Druck natürlich im Erdkern, auf dem das Gewicht der gesamten äußeren Schichten lastete. Als Folge des hohen Drucks wurde das Gestein stark aufgeheizt und geschmolzen. Nach außen wurden der Druck und damit auch die Temperatur weniger. Trotzdem blieb die Erdoberfläche noch mehrere hundert Millionen Jahre lang sehr heiß und konnte sich nicht abkühlen und verfestigen.

Meteoriteneinschläge heizen den jungen Planeten auf
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Um den Grund hierfür zu verstehen, mussten die Wissenschaftler den Mond anschauen: Uralte Mondkrater aus der Entstehungszeit des Sonnensystems verraten uns, dass der Mond in seinen jungen Jahren von zahlreichen Meteoriten getroffen wurde. Man geht deshalb davon aus, dass auch die Erde zur gleichen Zeit einem regelrechten Gesteinsbombardement aus dem All ausgesetzt war. Die Brocken stürzten mit hoher Geschwindigkeit auf die Erde – und entsprechend heftig waren die Einschläge: Schon Brocken von einigen hundert Tonnen konnten locker eine Explosion von der Stärke einer Atombombe verursachen!

Bei Vulkanausbrüchen sieht man, dass das Erdinnere noch immer heiß und flüssig ist.
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So wurde die Erdoberfläche noch lange Zeit weiter aufgeheizt, immer wieder aufgewühlt und blieb so flüssig. Erst als nach einigen hundert Millionen Jahren die Einschläge allmählich nachließen, sanken die Temperaturen an der Erdoberfläche. Das Gestein konnte langsam erstarren und eine Erdkruste bilden, die im Laufe weiterer Jahrmillionen immer dicker wurde. Doch bis heute ist sie nur eine hauchdünne Schicht, die auf einem zähflüssigen, heißen Erdinneren schwimmt.

Was sind Asteroiden, Meteoriten und Kometen?

In manchen Nächten kann man am Himmel einen besonderen Moment beobachten: Es sieht aus, als ob ein Stern vom Himmel fällt. Abergläubische Menschen meinen sogar, wer eine solche Sternschnuppe sähe, könne sich etwas wünschen. Aber was steckt wirklich dahinter und woher kommen die Sternschnuppen?

Asteroid 951 Gaspra
Quelle: NASA

In unserem Sonnensystem gibt es nicht nur die Sonne, Planeten und Monde. Man hat auch viele kleine Gesteins- und Metallbrocken entdeckt. Sie sind wesentlich kleiner und nicht so schön rund wie Planeten, daher nennt man sie Kleinplaneten oder Asteroiden. Wie ihre großen Geschwister kreisen sie auf regelmäßigen Bahnen um die Sonne. Die meisten Asteroiden findet man im „Asteroidengürtel“ zwischen der Mars- und der Jupiterbahn.

Der Barringer-Krater ist durch einen Meteoriten-Einschlag entstanden
Quelle: USGS

Ab und zu stoßen zwei dieser Asteroiden zusammen. Bei einem solchen Crash entstehen jede Menge Trümmer und Splitter. Diese fliegen von der bisherigen Umlaufbahn weg, quer durch das Sonnensystem. Manche von ihnen geraten in die Nähe der Erde, werden von ihr angezogen und stürzen auf die Erde. Diese abstürzenden Brocken nennt man auch Meteorit.

Nahaufname des Komet Hartley, man kann Staub und Dampf erkennen
Quelle: NASA/JPL-Caltech/UMD

Auf der Erde würden sie buchstäblich wie ein Stein vom Himmel fallen – wenn es nicht die Atmosphäre gäbe. Denn die Meteoriten sind so schnell, dass die Luft gar nicht schnell genug zur Seite ausweichen kann. Die Luft vor dem abstürzenden Steinbrocken wird zusammengedrückt und dadurch extrem heiß. Die Luft fängt an zu glühen, und der Meteorit beginnt zu verdampfen. Das können wir dann als leuchtenden Streifen sehen, der über den Himmel zieht – eine Sternschnuppe.

Der Koment "NEAT"
Quelle: NASA

Die meisten Meteoriten sind so klein, dass sie auf dem Weg durch die Luft vollständig verglühen. Die Leuchtspur endet dann einfach am Himmel. Größere Trümmer verlieren zwar unterwegs auch an Masse, verdampfen aber nicht ganz. Sie erreichen den Erdboden und schlagen dort ein.

Was diese Meteoriten auf der Erde anrichten, hängt davon ab, wie groß sie sind. Kleine Meteoriten mit einigen Zentimetern Durchmesser hinterlassen zum Beispiel gerade mal eine Delle in einem Autodach.

Der größte bekannte Meteorit schlug vor etwa 65 Millionen Jahren ein. Er hatte einen Durchmesser von mehreren Kilometern und riss einen Krater von 180 Kilometern Durchmesser. Der Einschlag schleuderte so viel Staub in die Luft, dass die Sonne für hunderte von Jahren verdunkelt wurde. Dadurch starben auf der ganzen Welt Pflanzen und Tiere aus – dies war das Ende der Dinosaurier.

Zum Glück sind solche großen Meteoriten sehr selten, so dass wir uns keine Sorgen machen müssen. Außerdem können wir – anders als die Dinosaurier – mit Teleskopen den Himmel beobachten und solche großen Asteroiden lange vor dem Einschlag entdecken.

Während eine Sternschnuppe in wenigen Sekunden verglüht, bleibt eine andere Erscheinung länger sichtbar: Kometen mit ihrem Schweif stehen Tage oder Wochen am Himmel. Auch ihnen haben die Menschen früher viele Eigenschaften angedichtet – als göttliche Zeichen, Verkünder von Unheil oder Vorbote freudiger Ereignisse. Doch die Wahrheit ist etwas weniger spektakulär.

Astronomen nennen Kometen auch „schmutzige Schneebälle“. Sie kommen aus dem äußeren Sonnensystem, weit entfernt von der wärmenden Kraft der Sonne. Dort ist es so kalt, dass Wasser sofort zu Eis gefriert. So bilden sich Klumpen aus Eisbrocken und Staub – schmutzige Schneebälle eben.

Auch ein Komet zieht zunächst weit entfernt von der Sonne seine Bahn – bis er durch einen Zusammenstoß umgelenkt wird und in Richtung des inneren Sonnensystems fliegt. Er kommt der Sonne näher und empfängt mit der Zeit immer mehr Licht und Wärme. Dadurch fängt die gefrorene Oberfläche an, aufzutauen und sogar zu verdampfen. So entsteht eine Hülle aus Wasserdampf und Staub um den Kometen.

Gleichzeitig bekommt der Komet den „Sonnenwind“ zu spüren – das sind winzige Teilchen, die mit hoher Geschwindigkeit aus der Sonne heraus fliegen. Sie treffen auf die Dampfhülle des Kometen. Dadurch wird die Dampfhülle des Kometen weg geblasen, so dass sie eine längliche Wolke bildet, die von der Sonne weg zeigt. Wenn diese Wolke dann vom Sonnenlicht getroffen wird, erscheint sie als leuchtender Streifen – der Schweif des Kometen.

Der Komet fliegt einen Bogen um die Sonne und entfernt sich dann wieder. Wenn er weit genug von der Sonne weg ist, hört auch das Auftauen und Verdampfen auf. Der Schweif verschwindet und der Komet zieht als schmutziger Schneeball durch die Weiten des äußeren Sonnensystems. Je nach Kometenbahn dauert es viele Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte, bis er wieder in die Nähe der Sonne kommt.

Was passiert im Erdinneren?

Die Lavalampe – Kult aus den 70ern: In einer zähen Flüssigkeit steigen dicke Blasen langsam auf, sinken wieder zu Boden und blubbern erneut nach oben. Eine ähnliche Kreisbewegung von heißem, zähflüssigem Gestein findet auch direkt unter unseren Füßen im Erdinneren statt. Was ist aber die Ursache dafür?

Lavalampe
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Egal ob Lavalampe, Wasser im Kochtopf oder Erdmantel, der Grund ist immer gleich: Wenn eine Flüssigkeit erwärmt wird, steigen warme Blasen nach oben. Das liegt daran, dass die winzigen Teilchen, aus denen sie besteht, sich bei zunehmender Temperatur immer stärker hin und her bewegen. Dafür brauchen sie mehr Platz und drängeln sich nicht mehr so eng zusammen. Im gleichen Volumen sind jetzt weniger Teilchen als in der Umgebung, es ist also leichter und steigt nach oben. Dort kühlt diese Blase wieder ab und die Teilchen brauchen weniger Platz. Das Volumenstück wird schwerer als die Umgebung, sinkt wieder ab und der Kreislauf beginnt von vorne. Wenn eine Flüssigkeit wegen eines Temperaturunterschieds im Kreis fließt, spricht man auch von Konvektion.

Bei einer Lavalampe bringt die Wärme der Lampe die Flüssigkeit in Bewegung. Im Erdinneren ist der heiße, feste innere Erdkern die Wärmequelle. Er erwärmt das darüber liegende flüssige Metall des äußeren Erdkerns. Dieses steigt nach oben und gibt seine Wärme an den Erdmantel weiter, wodurch es allmählich abkühlt. Dann sinkt es wieder nach unten, wo es sich erneut erhitzt.

Ein zweiter, ähnlicher Kreislauf findet im Erdmantel statt: Sein aufgeheiztes Gestein bewegt sich vom Kern nach oben in Richtung Erdkruste, an die es wiederum Wärme abgibt. Nachdem es sich abgekühlt hat, fließt es abwärts zum Erdkern, wo der Kreislauf erneut beginnt. Weil das Erdmantelgestein sehr zäh ist, bewegt es sich die Konvektionsströmung nur wenige Zentimeter pro Jahr – so dauert ein Kreislauf eine lange Zeit.

Durch die Gesteinsströme im Erdinneren wirken große Hitze und Druck auf die dünne Erdkruste. Nicht immer kann sie dem Stand halten: Ab und zu reißt sie an einzelnen Stellen auf und heißes Erdgestein entweicht durch Vulkane an die Erdoberfläche.

Wie ist die Erde aufgebaut?

Zu Anfang war die junge Erde ein heißer Ball aus geschmolzener Materie. Alle Bestandteile waren zunächst gut durchgemischt, so wie sie bei der Entstehung der Erde gerade verteilt waren: Metalle, Gesteine, eingeschlossenes Wasser und Gase und vieles mehr – ein großes Durcheinander.

Am Anfang war die Erde eine heiße, flüssige Gesteinskugel
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Doch im Laufe der Zeit änderte sich das: Die schwereren Stoffe sanken nach unten zum Erdmittelpunkt – vor allem Metalle. Gesteine hingegen waren etwas leichter und stiegen nach oben, die leichtesten bis zur Erdoberfläche. Dort kühlten sie langsam ab und erstarrten.

Schichtaufbau der Erde
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So trennte sich das Material der Erde in die drei kugelförmigen Schichten, die wir heute kennen. Man kann sich den Aufbau der Erde vorstellen wie einen Pfirsich: Außen ein hauchdünne „Schale“ aus leichtem, festem Gestein – die Erdkruste. Sie ist im Durchschnitt nur 35 Kilometer dick.

Unter der Kruste befindet sich das „Fruchtfleisch“ – der fast 3000 Kilometer mächtige Erdmantel aus schwerem zähflüssigem Gestein. Und im Inneren der Erde liegt der Erdkern aus den Metallen Eisen und Nickel.

Der Erdkern selbst besteht zunächst aus einer etwa 2200 Kilometer dicken äußeren Schicht, dem äußeren Kern. Dort ist es über 5000 Grad Celsius heiß, deshalb ist das Metall geschmolzen und so dünnflüssig wie Quecksilber.

Ganz innen liegt der innere Kern, etwas kleiner als der Mond. Er ist mit über 6000 Grad Celsius noch etwas heißer als der äußere Kern – aber überraschenderweise fest. Das liegt daran, dass mit zunehmender Tiefe nicht nur die Temperatur steigt, sondern auch der Druck. Die äußeren Schichten, die auf dem Erdkern lasten, drücken sein Material so unvorstellbar stark zusammen, dass es sich nicht verflüssigen kann.

Woher weiß man, wie die Erde aufgebaut ist?

Wir können zum Mond fliegen, aber eine Reise zum Mittelpunkt der Erde wird immer Science Fiction bleiben. Schon in wenigen Kilometern Tiefe wird jedes Bohrgerät weich, weil es dem enormen Druck und der hohen Temperatur nicht Stand halten kann. Trotzdem wissen Forscher sehr genau, wie die Erde aufgebaut ist – aber woher?

In den verschiedenen Schichten breiten sich Erdbebenwellen unterschiedlich aus.
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Ähnlich wie mit einem Röntgengerät können Geologen ins Erdinnere schauen, ohne die Erde aufschneiden zu müssen. Ihre „Röntgenstrahlen“ sind Erdbebenwellen: Wenn es an einem Ort stark bebt, breiten sich die Erschütterungen durch den gesamten Erdkörper aus, ähnlich wie Schallwellen in der Luft.

Seismographen zeichnen die Erschütterungen von Erdbeben auf.
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Allerdings sind diese Wellen nicht immer gleich schnell: In dichtem und hartem Material werden die Erschütterungen schneller weitergeleitet als in leichterem und weicherem Material. Stoßen sie auf eine Gesteinsschicht mit höherer Dichte, können sie auch gebrochen oder zurückgespiegelt werden, wie Lichtstrahlen an einer Glasscheibe. Und manche Wellen können sich nur in festen oder zähflüssigen Stoffen fortbewegen und Flüssigkeiten gar nicht durchlaufen.

Wenn die Erdbebenwellen schließlich auf der anderen Seite der Welt ankommen, werden sie von einem weltumspannenden Netz von hochsensiblen Messgeräten – sogenannten Seismographen – aufgezeichnet. Aus den Mustern in diesen Diagrammen können die Forscher die Art der Wellen und ihre Geschwindigkeit ablesen und den Weg der Wellen durch die Erdkugel zurückverfolgen.

So erfahren die Forscher eine Menge über das Erdinnere – zum Beispiel in welcher Tiefe es Gesteins- oder Metallschichten gibt und ob diese fest, dickflüssig oder dünnflüssig sind.