- Astronomie im Berchtesgadener Land -

Monatsthema Januar 2011: "Das Weltbild im Wandel der Zeiten - Teil II: Reise zum Mittelpunkt der Erde"

Wenn sich der geschätzte Leser erinnern mag, so drehte sich das Thema des letzten Monats um die Vorstellung des Menschen von unserer Erde und deren Beziehung zum Universum. Die Kugelform der Erde ist, wie wir nun wissen, seit mehr als 2000 Jahren in unseren Köpfen präsent. Doch was befindet sich im Inneren dieser Kugel? Ist sie ein Festkörper oder ist sie hohl? Könnte man auch im Innern der Erde überleben?

Wer Jules Vernes Roman "Die Reise zum Mittelpunkt der Erde" kennt, der hat gewiss das Bild eines riesigen Höhlensystems mit einer urzeitlichen Flora und Fauna vor Augen. Es gibt eine ganze Reihe an Literatur, die eine Welt innerhalb unserer Erde beschreibt. Aber nicht nur Romanautoren wagten sich an eine Vorstellung vom inneren Aufbau der Erde: Der Astronom Edmond Halley, bekannter durch den nach ihm benannten Kometen, beschrieb die Erde als Hohlkugel. Er folgerte dies aus der Vorstellung, das Material von Erde und Mond hätten die gleiche Dichte. Da Isaac Newton jedoch berechnet hatte, dass der Mond dichter als die Erde sei, schloss er, dass ein Teil der Erde hohl sein muss. Er stellte sich die Erde aus mehreren ineinander liegenden Hohlkugeln, ähnlich den russischen Matrjoschkapuppen vor. Weiter ging er davon aus, dass die "inneren Planeten" der Erde ebenfalls bewohnt seien. Er hielt diese Theorie wohl für bedeutender als seine Kometenentdeckung, denn er ließ sich mit einem Modell seiner Hohlkugeltheorie als "Astronomer Royal" portraitieren.

Der Glaube an die Hohlkugelwelt ist heutzutage keinesfalls ausgestorben. Es gibt noch etliche Vertreter der Vorstellung, die Erde hätte an den Polen ein Loch, von dem aus man in die Tiefe der hohlen Erde gelangen kann. Innen sei eine besiedelte Welt, deren Einwohner von der Zentrifugalkraft auf der Innenoberfläche gehalten und von einer "Innensonne" beschienen werden. Nur eine "Verschwörung der Wissenschaft" behaupte, die Erde wäre ein Festkörper. Die Anhänger dieser Theorie lassen sich auch weder durch Messungen noch durch physikalische Gesetzmäßigkeiten von dieser Meinung abbringen.

Was befindet sich nun wirklich im Inneren der Erde? Das häufigste Gedankenspiel: Wenn ich jetzt immer tiefer und tiefer graben würde, dann käme ich in Australien wieder heraus, stimmt nicht ganz. Begännen wir jetzt in Laufen vor unserer Sternwarte aus zu graben, so kämen wir mitten im südpazifischen Ozean wieder ans Tageslicht, weit östlich von Neuseeland. Wir grüben uns zuerst durch die Erdkruste, die aus festem Gestein besteht und 10-30 km Dicke erreicht. Dann gelangten wir zum äußeren Anteil des oberen Mantels. Zusammen mit der Erdkruste bildet er die so genannte Lithosphäre. Je weiter wir ins Erdinnere gelangen, desto wärmer wird das Material. Noch ist das Gestein aber fest. Es folgt in einer Tiefe ab 120 km die so genannte Asthenosphäre, ebenfalls ein Anteil des oberen Mantels. Hier ist das Material aber bereits viskos. Die Asthenosphäre geht in ca. 660 km in den innersten Teil des oberen Mantels über. Dieser wird als Mesosphäre bezeichnet; hier ist das Material wiederum fester, aber plastisch verformbar. Platten aus der Lithosphäre können bis hierhin abtauchen.

Wir bewegen uns weiter nach innen und erreichen den unteren Mantel. Dieser reicht bis 2900 km Tiefe. Hier werden Temperaturen von 2700°C erreicht. Es entstehen Konvektionsbewegungen - erhitztes Gesteinsmaterial steigt nach oben und drängt zur Kruste. Tektonische Plattenbewegungen und Vulkanismus haben hier ihre Entstehung.

Doch wir wollen zum Mittelpunkt der Erde, also graben- oder besser tauchen wir weiter und gelangen zum äußeren Kern. Dieser erstreckt sich von 2900-5100 km Tiefe. Er ist aus flüssigem Metall (hauptsächlich Eisen und Nickel). Die Temperaturen erreichen ca. 5000°C. Der innere Kern ist aufgrund des immensen Drucks von 3,5 Millionen bar fest und wird vom äußeren Kern umströmt. Durch die Bewegung des flüssigen Metalls um den festen Kern bewegen sich Ladungen gegeneinander. Wie bei einer stromdurchflossenen Spule mit Eisenkern entsteht hier ein Magnetfeld, das Erdmagnetfeld. In einer Tiefe von 6378 km haben wir unser Ziel - den Mittelpunkt der Erde - erreicht.

Hier herrschen also nicht gerade überlebensfreundliche Bedingungen. Aber bereits in der Erdkruste sind nach wenigen Kilometern Tiefe die Temperaturen so hoch und die Lebensbedingungen so unwirtlich, dass wir dort nicht überleben könnten. Die verschütteten Bergleute in Chile mussten in 700 m Tiefe "nur" 37° Celsius ertragen. Schon in drei bis fünf Kilometern Tiefe können die Temperaturen auf 200-300°C ansteigen. Und so beliebt Verschwörungstheorien von der belebten Hohlwelt auch sind, sie müssen ins Reich der Märchen verlegt werden.

Unsere Erde ist also nicht hohl. Sie ist aber auch keine perfekte Kugel: An den Polen ist sie abgeflacht, der Erdradius ist am Äquator gemessen also größer als an den Polen. Die Abflachung beträgt 0,3 % und resultiert aus der Erdrotation.

Stefanie Poller

Zum Sternenhimmel Januar 2011

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