Was befindet sich im Inneren der Erde? Wie tief kann der Mensch in die Erde vordringen? Über die Inhalte des Erdinneren wurden zahlreiche Bücher geschrieben, und es entstanden Filme und Fernsehsendungen. Die Geschichten von prähistorischen Lebewesen, die in unterirdischen Welten lebten, bis hin zu alternativen menschlichen Kulturen sind sowohl faszinierend als auch beängstigend.
Obwohl der Mensch noch nicht vollständig bis ins Innere der Erde vorgedrungen ist, gibt es bereits viel Wissen darüber, was sich unter unseren Füßen befindet. Wie können wir also herausfinden, was in den tiefen Schichten der Erde tatsächlich existiert?
Die Schichten der Erde
Die Erde besteht aus insgesamt vier Hauptschichten. Professorin Anna Ferreira, eine Geophysikerin am University College London, erklärt, dass jede dieser Schichten einzigartig ist. „Die äußere Schicht ist eine dünne, sehr zerbrechliche Schicht, auf der wir leben“, erklärte sie in der Sendung „The Infinite Monkey Cage“ auf BBC Radio 4.
Die Erdkruste ist unter Wasser relativ dünn, kann jedoch unter Kontinenten oder Landmassen bis zu 70 Kilometer dick sein. Unter dieser Schicht liegt der Mantel, der fast 3.000 Kilometer dick ist und aus Magma besteht. Obwohl dieser Schicht in menschlichen Zeiträumen stabil erscheint, bewegt sie sich über Millionen von Jahren hinweg, wie Ferreira anmerkt.
Darunter befindet sich der äußere Kern, der hauptsächlich aus flüssigem Eisen und Nickel besteht. Diese Schicht ist verantwortlich für das Magnetfeld der Erde. Der innerste Kern, der aus festem Eisen und Nickel besteht, stellt den heißesten Teil der Erde dar, mit Temperaturen von bis zu 5.500 Grad Celsius.
Wie tief hat der Mensch gegraben?
Der tiefste Punkt, den der Mensch je erreicht hat, befindet sich in der Nähe von Johannesburg, Südafrika, und ist 75 Kilometer entfernt. Die Mponeng-Goldmine hat eine Tiefe von 4 Kilometern unter der Erdoberfläche.
Obwohl kein Mensch physisch tiefer als dies in die Erde gelangt ist, haben wir mit Hilfe von Maschinen und Bohrgeräten erfolgreich tiefere Schichten erreicht. Das Kola-Superdeep-Borehole, das sich im nördlichen Russland befindet, ist das tiefste je von Menschen geschaffene Loch, das während der Sowjetzeit gegraben wurde und 1992 nach fast 20 Jahren Vollendung eine Tiefe von 12,2 Kilometern erreicht hat.
Obwohl dies eine beeindruckende Tiefe ist, erstreckt es sich nur über einen Bruchteil der Erdkruste. Das Bohren in die Erdkruste ist eine äußerst herausfordernde Aufgabe, die durch verschiedene Faktoren erschwert wird.
Je tiefer man in die Erde vordringt, desto höher steigt die Temperatur. Professor Chris Jackson, ein Geologe aus Großbritannien, erläutert, dass die Temperatur innerhalb der Erde im Durchschnitt um 25 bis 32 Grad Celsius pro Kilometer ansteigt, was als geothermischer Gradient bekannt ist. Zudem herrscht im Inneren der Erde ein enormer Druck, der ebenfalls eine große Herausforderung darstellt. „Um einem solchen Druck standzuhalten, ist äußerst schwierig“, erklärt Jackson.
Die Untersuchung der Erde
Wenn wir also nicht sehr tief in die Erdoberfläche vordringen können, wie untersuchen wir dann den Rest des Erdinneren? Die Antwort ist äußerst faszinierend: durch seismische Wellen, die bei Erdbeben entstehen. Durch diese Ereignisse wird Energie freigesetzt, die sich in Wellen oder Vibrationen durch die verschiedenen Schichten der Erde ausbreitet.
Diese Wellen zeigen unterschiedliche Eigenschaften, wenn sie durch verschiedene Materialien innerhalb der Erdschichten reisen, und können mit Seismometern gemessen werden. „Um diese Aufzeichnungen in Bilder des Erdinneren umzuwandeln, verwenden wir sehr fortschrittliche Datenanalysen sowie Modellierungen“, so Ferreira.
Jackson ergänzt, dass diese Bilder im Wesentlichen wie ein CT-Scan der Erde sind. Beide Experten sind sich einig, dass das Studium der Erdschichten uns ermöglicht, viele wichtige Informationen über unsere Welt zu erlangen, beispielsweise über Erdbeben, Vulkane und die Entstehung von Gebirgen. „Es ist wirklich wichtig zu verstehen, wie die Mitte der Erde funktioniert“, sagt Ferreira.
Dieses Wissen kann zahlreiche zusätzliche und indirekte Vorteile mit sich bringen. Zum Beispiel kann es helfen, das Potenzial geothermischer Energie zu verstehen, einer Form der erneuerbaren Energie, die die Hitze im Inneren der Erde nutzt. Oftmals ist die Forschung in diesem Bereich sehr explorativ. Im Laufe der Jahre kann dies helfen zu verstehen, wie sich die Erde im Laufe der Zeit entwickelt hat und dabei nicht nur die Erde selbst, sondern auch andere Welten zu betrachten.
„Könnten wir dieses Wissen nutzen, um andere Planeten zu verstehen?“ fragt sie abschließend.
