Ist der untere Erdmantel flüssig oder fest?

Der untere Erdmantel: Fest, aber nicht starr

Der Erdmantel, die Schicht zwischen Erdkruste und Erdkern, teilt sich in einen oberen und einen unteren Mantel. Während der obere Mantel, bis etwa 660 Kilometer Tiefe reichend, noch Bereiche mit teilweisem Schmelzen aufweist, stellt sich die Frage: Ist der untere Erdmantel, der sich bis in 2900 Kilometer Tiefe erstreckt, flüssig oder fest?

Die Antwort mag überraschen: Der untere Erdmantel ist fest. Doch diese Feststellung birgt einige wichtige Nuancen. Trotz der immensen Drücke von 1000 bis 1400 kbar, die im unteren Mantel herrschen, bleibt er fest, da die hohen Temperaturen ebenfalls eine Rolle spielen. Diese Kombination aus Druck und Temperatur führt zu einem speziellen Zustand der Materie, den man als “fest aber duktil” bezeichnet. Das bedeutet, dass das Gestein zwar fest ist, aber unter Druck über sehr lange Zeiträume hinweg langsam fließen kann.

Die Dichte des unteren Mantels liegt zwischen 3,1 und 4,2 g/cm³, und seine Zusammensetzung ähnelt der des oberen Mantels, bestehend aus Silikaten, Oxiden und einigen Spurenmetallen. Die genauen Bestandteile des unteren Mantels sind jedoch noch nicht vollständig erforscht.

Die Festigkeit des unteren Mantels spielt eine entscheidende Rolle für die Bewegung der tektonischen Platten. Die festen Gesteine des Mantels üben Reibung auf die Platten aus, was zu ihrer langsamen Drift führt. Gleichzeitig beeinflusst die Dichte des Mantels die Schwerkraft und den Druck auf die Platten, was wiederum die Konvektion im Mantel und die Entstehung von Magma beeinflusst.

Um den unteren Erdmantel besser zu verstehen, werden verschiedene wissenschaftliche Methoden eingesetzt:

• Seismologie: Durch die Analyse von Erdbebenwellen können Forscher die Struktur und Eigenschaften des Mantels bestimmen.
• Geochemie: Die Analyse von Gesteinen, die aus dem Mantel stammen, gibt Aufschluss über seine Zusammensetzung.
• Experimente: In Laboren werden Gesteine unter simulierten Mantelbedingungen untersucht, um deren Verhalten und Eigenschaften zu erforschen.

Obwohl wir bereits viel über den unteren Mantel wissen, ist er immer noch ein mysteriöser Teil unseres Planeten. Weitere Forschung ist notwendig, um seine komplexen Eigenschaften und seine Bedeutung für die Geodynamik der Erde vollständig zu verstehen.