Der Erdkern bildet die äußerste Schicht der Erde . Auch als Endosphäre bekannt, ist er eine heiße Masse im Zentrum des Erdinneren. Er besteht aus einem festen inneren Kern und einem flüssigen äußeren Kern. Das Erdmagnetfeld entsteht durch Konvektionsströme, die durch Dichteunterschiede im Erdkern verursacht werden.
In diesem Artikel werden wir eine vollständige Analyse des Erdkerns und seiner Bedeutung sehen.
Herkunft und Bildung
Der Erdkern entstand erst nach der Planetenentstehung. Als die Erde vor etwa 4.500 Milliarden Jahren entstand , war sie lediglich eine gleichmäßige Kugel aus heißem Gestein. Durch allmählichen radioaktiven Zerfall und die bei der Planetenentstehung freigesetzte Hitze erhitzte sie sich weiter, bis Eisen schmolz. Dieser Moment, als die Erde diese Temperaturen erreichte, wird als Eisenkatastrophe bezeichnet. Das geschmolzene Material im Gestein bewegte sich zusammen mit dem gesamten Gesteinsmaterial mit größerer und höherer Geschwindigkeit. Infolge dieser Bewegung bildeten sich aus weniger dichten Materialien wie Wasser, Luft und Silikaten die Erdmantel.
Umgekehrt zogen dichtere und schwerere Materialien wie Eisen, Nickel und andere Schwermetalle die Erdanziehungskraft nach innen. Dies führte zur Bildung dessen, was wir als den ersten, primitiven Erdkern kennen. Dieser Prozess wird als planetare Differenzierung bezeichnet und zeigt uns, dass die Erde aus verschiedenen Schichten mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften und Zusammensetzungen besteht.
Zusammensetzung des Erdkerns
Wie wir wissen, sind Erdkruste und Erdmantel reich an Mineralien. Der Erdkern besteht jedoch hauptsächlich aus Eisen und Nickel. Daneben finden sich eisenlösliche Stoffe, sogenannte siderophile Metalle. Diese Elemente sind in der Erdkruste sehr selten und werden daher als Edelmetalle bezeichnet. Zu diesen Edelmetallen zählen Kobalt, Gold und Platin.
Ein weiteres Schlüsselelement im Erdkern ist Schwefel. Neunzig Prozent des gesamten Schwefels der Erde befinden sich im Erdkern. Dieser ist bekanntlich der heißeste Teil des Planeten. Die Temperatur der inneren Strukturen steigt mit zunehmender Tiefe. Da die Erdoberfläche jedoch mehr als 6.000 Kilometer vom Erdkern trennt , ist es äußerst schwierig, die Temperatur dieses Zentrums aus geschmolzenem Eisen und Nickel genau zu bestimmen. Die Temperaturen sind nicht konstant. Sie schwanken in Abhängigkeit vom Druck, der Erdrotation und der Zusammensetzung der Elemente im Erdkern, die wiederum vom geothermischen Gradienten abhängt.
Da die Konvektionsströme bewirken, dass sich die Materialien bewegen, gibt es einige Materialien, die in den Kern "neu" eintreten, während andere wieder austreten und nicht mehr geschmolzen sind. Dies ist auf die Nähe oder Entfernung der Materialien vom Zentrum und ihren sehr hohen Schmelzpunkt zurückzuführen.
Im Allgemeinen gehen Studien davon aus, dass die Temperatur des Erdkerns zwischen etwa 4000 Grad Celsius und 6000 Grad Celsius liegt.
Schlüsselmerkmale
Zu den Eigenschaften des Erdkerns gehört, dass die Wärme aus dem Zerfall radioaktiver Materialien stammt. Diese setzen beim Zerfall große Energiemengen frei, die in Wärme umgewandelt werden. Die Restwärme aus der Entstehungszeit des Planeten ist weiterhin vorhanden und trägt zur Erwärmung des Kerns bei. Ein weiterer Wärmebeitrag stammt vom flüssigen äußeren Kern, der an der Grenze zum inneren Kern erstarrt. Der äußere Kern unseres Planeten ist flüssig, der innere fest.
Mit jedem Kilometer, den wir unter die Erdoberfläche vordringen, steigt die Temperatur um etwa 25 Grad Celsius. Das bedeutet, der geothermische Gradient beträgt ungefähr 25 Grad Celsius. Die Grenze zwischen dem inneren und äußeren Erdkern wird als Bullen-Diskontinuität bezeichnet. Der äußerste Teil des Erdkerns liegt etwa 3.000 km unter unseren Füßen. Doch das Schlimmste ist, dass der Erdkern etwa 6.000 km tief ist.
Um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, wie wenig wir bisher in unseren Planeten gebohrt haben: Das tiefste jemals gebohrte Loch erreichte nur 12,3 km. Das ist, als würde man in einen Apfel bohren; wir haben nur die dünne Schale durchdrungen (und nicht einmal die).
Kernschichten
Schauen wir uns die Kernschichten genauer an.
Äußerer Kern
Sie ist etwa 2.200 km dick und besteht aus flüssigem Eisen und Nickel. Ihre Temperatur beträgt rund 5000 Grad Celsius. Das flüssige Metall in dieser Schicht hat eine sehr niedrige Viskosität und lässt sich daher leicht verformen. Dabei entstehen heftige Konvektionsströme, die das Erdmagnetfeld erzeugen.
Der heißeste Teil des äußeren Kerns befindet sich an der Bullen-Diskontinuität.
Innerer Kern
Es handelt sich um eine sehr heiße und dichte Kugel, die hauptsächlich aus Eisen besteht. Die Temperatur erreicht etwa 5200 Grad Celsius. Der Druck beträgt hier fast 3,6 Millionen Atmosphären.
Die Temperatur des inneren Erdkerns liegt weit über dem Schmelzpunkt von Eisen. Dennoch bleibt er fest. Dies liegt daran, dass im Gegensatz zum äußeren Erdkern der Atmosphärendruck viel höher ist und ihn am Schmelzen hindert. In diesem Zusammenhang lässt sich sagen, dass der Erdkern stationär ist.
Mit diesen Informationen können sie mehr über den Erdkern und seine Eigenschaften erfahren.
