Wie heiß ist der Erdkern?
Der Erdkern befindet sich tief unter unseren Füßen und besteht aus einem inneren und äußeren Kern. Mit Temperaturen von bis zu 6.500 Grad Celsius und seiner Rolle bei der Erzeugung des Magnetfelds ist er faszinierend. Möchtest du mehr über den Erdkern erfahren? Interessiert dich das? Dann lies weiter für weitere Informationen!
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Grundlagen zum Thema Wie heiß ist der Erdkern?
Was ist der Erdkern?
Der Planet Erde ist aus verschiedenen Schichten aufgebaut. Oft spricht man auch vom Schalenmodell der Erde:
- Die äußere Schale ist die Erdkruste, die aus festem Gestein besteht. Unsere Erdoberfläche bildet dabei den äußersten Rand dieser Erdkruste.
- Daran schließt sich die mittlere Schale an. Sie hat die mächtigste Ausdehnung und wird als Erdmantel bezeichnet. Aufgrund der unterschiedlichen Temperatur- und Druckverhältnisse werden hier zwei Schichten unterteilt: Man spricht vom oberen und unteren Erdmantel.
- Ab 2 900 Kilometern Tiefe beginnt der Erdkern. Und wie sieht der Erdkern aus? Der Aufbau des Erdkerns ist zweigeteilt: Es gibt den äußeren und den inneren Erdkern.
Steckbrief zum Erdkern
Der Erdkern, der tief unter unseren Füßen liegt, hält einige Besonderheiten bereit, beispielsweise eine extrem hohe Temperatur.
Ab wie viel Grad beginnst du, zu schwitzen? Ab ca. 30 Grad Celsius wird es dir bestimmt ziemlich warm, oder? Dann stell dir diese unbeschreibliche Hitze von über 6 000 Grad Celsius vor. Diese Extremtemperaturen im Erdinneren sind sogar höher als die Temperaturen auf der Sonnenoberfläche. In der folgenden Übersicht erfährst du mehr über den Erdkern.
Der Erdkern – einfach erklärt für Kinder und Jugendliche
| Wissenswertes rund um den Erdkern | |
|---|---|
| Wie heiß ist der Erdkern? | Höchstwahrscheinlich herrschen im Inneren des Erdkerns Temperaturen von bis zu 6 500 Grad Celsius. |
| Wie tief ist der Erdkern? | Ab 2 900 Kilometern Tiefe beginnt der Erdkern und bei 6 371 Kilometern Tiefe liegt der Erdmittelpunkt. |
| Wie ist die Größe des Erdkerns? | Der Durchmesser liegt bei etwa 6 950 Kilometern. |
| Woraus besteht der Erdkern? | Das Material, aus dem der Erdkern besteht, ist Eisen und Nickel. |
| Ist der Erdkern flüssig oder fest? | Der äußere Erdkern ist flüssig, der innere Erdkern ist fest. |
| Warum ist der äußere Erdkern flüssig und der innere Erdkern fest? |
Die enorme Hitze lässt vermuten, dass der Erdkern aus geschmolzenem Gestein besteht. - Für den äußeren Erdkern stimmt das – das Gestein ist flüssig. - Der innere Erdkern allerdings wird von dem enorm hohen Druck der über ihm liegenden Schichten beeinflusst – der innere Kern ist fest und wird als Metallkugel bezeichnet. |
Wie heiß ist der Erdkern?
Bisher konnten Bohrungen bis zu einer Tiefe von zwölf Kilometern in das Erdinnere vorgenommen werden. Und da Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler keine direkten Messungen in den daran anschließenden, tieferen Schichten der Erde durchführen können, müssen die Bedingungen, die im Erdkern herrschen, in einem Labor nachgestellt werden.
Aber wie können diese enormen Temperaturen und der immense Druck bei einem Versuch aufgebaut werden?
Forschende in den Vereinigten Staaten von Amerika bauten dafür eine sehr große Kanone. Im Folgenden erfährst du Details zum genauen Versuchsaufbau:
- Die Forschenden platzierten ein Stück Eisen in einer Leichtgaskanone, mit der man den Druck im Erdkern nachahmen kann.
- Ziel des Versuchs war, die Temperatur in dem Augenblick zu messen, bei der das Eisen während einer Hochgeschwindigkeitskollision schmilzt.
- Dafür wurde die Kanone abgefeuert. Dabei schob sie einen schweren Kolben in ein mit Wasserstoff gefülltes Rohr hinein.
- Zu Beginn herrschte dort ein zehnfacher Atmosphärendruck, nach dem Abschuss stieg der Druck auf das 2 000-Fache an.
- Dieser Druck zerbarst eine Scheibe, der Wasserstoff trat aus und beschleunigte ein dort positioniertes Projektil bis zu 10 000 G (Maß für die Beschleunigung) auf eine Endgeschwindigkeit von etwa acht Kilometer pro Sekunde! Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bezeichneten diese Vorrichtung intern auch als die schnellste Kanone des Wilden Westens.
- Als das Projektil auf das Stück Eisen traf, erzeugte es einen enormen Druck und das Stück Eisen schmolz.
- Und in genau diesem unvorstellbar kurzen Moment musste die Temperatur gemessen werden. Die Farbe des entstehenden Lichts verriet die Temperatur: Der Schmelzpunkt bei diesem Versuch lag bei 6 200 Grad Celsius.
Erdkern und Magnetfeld
Neben den Temperatur- und Druckrekorden ist die Tatsache interessant, dass die Zusammensetzung des Erdkerns das Magnetfeld der Erde bestimmt.
Während die Erde rotiert, dreht sich der geschmolzene äußere Kern um den festen inneren Kern, wodurch das Magnetfeld der Erde erzeugt wird.
Transkript Wie heiß ist der Erdkern?
Der Erdkern ist ein geheimnisvoller Ort. Um die 2900 Kilometer unterhalb der Erdoberfläche liegt er als dichte Kugel aus Eisen und Nickel. Während die Erde rotiert, dreht sich der geschmolzene äußere Kern um den festen inneren Kern, wodurch das Erdmagnetfeld entsteht. Unvorstellbare Hitze und Drücke herrschen im Erdkern. Sie wärmen die oberen Schichten der Erde, treiben die Bewegung der tektonischen Platten an und unterstützen das Leben auf unserem Planeten. Da wir die Bedingungen innerhalb des Kerns nicht direkt messen können, müssen Wissenschaftler versuchen, diese Umgebung im Labor nachzubilden. Eine Methode dafür ist diese hier: eine sehr große Kanone. „Wir haben hier ein Stück Eisen, in dem wir die Bedingungen, die im Erdmittelpunkt herrschen, nachbilden wollen. Dafür müssen wir es sehr großem Druck aussetzen und es dann unter diesem hohen Druck schmelzen. Dazu strecken wie es hier hinein: in die Leichtgaskanone.“ Die Kanone ahmt den Druck im Erdkern nach. Wissenschaftler können die Temperatur des Erdkerns abschätzen, indem sie die Temperatur messen, bei der das Eisen im Augenblick der Hochgeschwindigkeitskollision schmilzt. „Wenn man die Kanone abfeuert, schiebt sie diesen schweren Kolben in dieses mit Wasserstoff gefüllte Rohr hinab. Zu Beginn herrscht darin zehnfacher Atmosphärendruck, aber wenn wir hier ankommen, herrscht dort der 2000-fache Atmosphärendruck. Der Druck zerbricht dann diese Scheibe. Der Wasserstoff tritt hier aus, treibt dieses Projektil an und beschleunigt es durch dieses Rohr mit bis zu 10.000 G, auf eine Endgeschwindigkeit von etwa 8 Kilometer pro Sekunde, weswegen wir die Kanone auch die schnellste Pistole im Wilden Westen nennen. Wenn das Projektil hier ankommt, trifft es auf das Ziel, erzeugt einen sehr hohen Druck und bringt das eiserne Ziel zum Schmelzen. Und Shun Shik Yu hat dann ungefähr eine 50-Milliardstel Sekunde Zeit, die Temperatur zu messen.“ „Ich stelle die Zähler auf Null.“ „Zielkammer kalibrieren. Bereit zu feuern.“ „Dann los.“ „Das gesamte Ziel, mit dem wir angefangen haben, ist zerstört, aber als das Projektil auf das Eisen getroffen ist, hat das Eisen einen kurzen Lichtblitz abgegeben. Die Farbe dieses Lichtes verrät uns die Temperatur. Und zwar verrät sie uns, dass der Schmelzpunkt bei 6200 Grad Celsius lag.“ Dieses Experiment hat den Wissenschaftlern einen Einblick in die Bedingungen im Kern unseres Planeten gegeben und legt nahe, dass tief unter unseren Füßen eine Hitzequelle brodelt, die bis zu eintausend Grad heißer als die Oberfläche der Sonne sein könnte.
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