Im Innern der Erde

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo !
Ich möchte hier einmal eine Theorie zum besten geben. Ich hoffe, das diese zunächst offen aufgenommen und sachlich korrigiert wird.

Ich las vor einiger Zeit das Heft „Geo Kompakt Nr. 1 - Die Geburt der Erde“. Auf Seite 71 findet man einen „Querschnitt“ der Erde.
Sehr interessant war dabei für mich zu sehen, das sich der Kern der Erde im Gegensatz zu den Lehren meiner Kindheit „mittlerweile“ verfestigt hat.

Was mich etwas stört ist die Skala dort am Rande, die Tiefe, Druck und Temperatur wiedergibt. Speziell der Druck.
Ich kann mir eigentlich nicht vorstellen, das der Druck stärker wird, je tiefer man kommt. Das würde bedeuten, das der Innerste Kern ein derart starkes Gewicht haben müsste um diese Anziehungskraft zu erzeugen. Ich hoffe, das ich da nichts falsches Sage, aber Druck wird doch durch Gewicht erzeugt, oder ?

Ich habe einmal folgendes Beispiel:
Wir nehmen einen Teller von 1KG Gewicht (ordentlicher Teller *g*) und stellen ihn auf eine Waage. 1Kg. Nun stellen wir einen weiteren darauf und viele Weitere. Das Gewicht und somit der Druck auf den Unteren Teller nimmt zu. Aber nur weil die Erdanziehungskraft das so will.
Würde man nun diese Teller im Weltraum übereinanderstapeln würden die Teller vermutlich nicht den geringsten Druck auf den untersten Teller ausüben.
Daher denke ich, das der Druck bis möglicherweise bis etwa der Hälfte des Radius der Erde ansteigt und dann bis zum Mittelpunkt wieder abnimmt. Damit wäre der Druck im innern der Erde gleich Null.
Wenn zudem das Innere der Erde weitgehenst flüssig ist würde das eigentlich meine Theorie noch verstärken.
Die Erde schwebt ja nun mal mehr oder weniger durch den Weltraum und rotiert dabei auch noch.
Wir wissen alle was passiert, wenn man eine Flüssigkeit in die Schwerelosigkeit lässt. Vermutlich lassen sich bei dieser „Wasserblase“ keinerlei „Druckpunkte“ messen, da diese Blase keinerlei Anziehungskraft ausgesetzt ist. Müsste das dann nicht auch für den Kern der Erde zutreffen ? Was würde den Flüssigen Kern in dem Moment mehr anziehen ? Der ca. 1000km große Kern oder der untere Mantel von 2900 KM.

Soviel erstmal von meiner Theorie. Ich hoffe ich werde hier nicht gleich in der Luft zerissen und man beteiligt sich Rege an einer „Klärung“. Vielleicht treffe ich ja sogar auf Zusprüche :smile:

Bis dahin
Gruß
Andreas

Druck im Erdmittelpunkt
Druck im Erdmittelpunkt
#2

Hallo Andreas,
du wirfst hier einiges durcheinander. Die (Erd)anziehungskraft wird zur Mitte geringer und ist am Mittelpunkt Null. Das ändert aber nichts am Druck der Schichten, die über dem Mittelpunkt liegen.
Grüße
Ulf

#3

Hmmm… Dann habe ich es wohl falsch verstanden. Entsteht der Druck nicht erst durch die Anziehungskraft ? Wenn es doch keine Anziehungskraft gibt, kann doch auch kein Druck entstehen… Wäre echt dankbar, wenn das jemand kurz erklären könnte.

Aber auf der anderen Seite habe ich dann doch richtig gedacht ?

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#4

Hallo,

Daher denke ich, das der Druck bis möglicherweise bis etwa der
Hälfte des Radius der Erde ansteigt und dann bis zum
Mittelpunkt wieder abnimmt.

Die Sachen ist eigentlich rel. einfach.

Der Schwerpunkt einer homogenen Kugel liegt genau im Mittelpunkt
des Kugelvolumens. Die Erde ist zwar nicht homogen, aber mit
der Schalenstruktur zumindest symetrisch.
Demzufolge ist auch der Schwerpunkt der Erdkugel im Mittelpunkt.

Daraus folgt nun, daß genau im Schwerpunkt die Gravitation sich
rundum komplett aufhebt. Man wäre dort also quasi schwerelos,
wenn man sich in einem geschlossenen Gefäß befände, in dem man
überleben könnte.
Allerdings wird sich kein Material finden lassen, daß die
gewaltigen Drücke aushält und nicht einfach implodiert.

Das auf keinen Fall, weil alle Massen, die sich außerhalb des
Schwerpunktes befinden zum Schwerpunkt hin angezogen werden.
Da darüber über 6000km Erdmaterial aufgetürmt sind (wie die Teller!)
ist der Druck in der Mitte am größten.

Wenn zudem das Innere der Erde weitgehenst flüssig ist würde
das eigentlich meine Theorie noch verstärken.

Nö.

Die Erde schwebt ja nun mal mehr oder weniger durch den
Weltraum und rotiert dabei auch noch.
Wir wissen alle was passiert, wenn man eine Flüssigkeit in die
Schwerelosigkeit lässt.

„Schwerelosigkeit“ kann verschieden erreicht werden:

1) Wie im Schwerpunkt der Erde heben sicht sich die Gravitation auf
2) Satelliten/Planeten/Monde: Anziehungkraft und Fliehkraft 
 heben sich auf. 
3) An bestimmten Punkten im Weltall kompensieren sich die 
 Anziehungskräfte aller benachbarten Himmelskörper.

Vermutlich lassen sich bei dieser
„Wasserblase“ keinerlei „Druckpunkte“ messen, da diese Blase
keinerlei Anziehungskraft ausgesetzt ist.

Egal wo man sich im Weltall befindet, überall wirkt die
Gravitation (Anziehungskräfte).

Müsste das dann
nicht auch für den Kern der Erde zutreffen ? Was würde den
Flüssigen Kern in dem Moment mehr anziehen ? Der ca. 1000km
große Kern oder der untere Mantel von 2900 KM.

Jedes Partikel innerhalb der Erde wird durch die umliegenden
Massen angezogen. Natürlich kompensieren sich die Anziehungskräfte
teilweise (im Mittelpunkt komplett).
Gruß Uwi

#5

Hallo Andreas,

Ich habe einmal folgendes Beispiel:
Wir nehmen einen Teller von 1KG Gewicht (ordentlicher Teller
*g*) und stellen ihn auf eine Waage. 1Kg. Nun stellen wir
einen weiteren darauf und viele Weitere. Das Gewicht und somit
der Druck auf den Unteren Teller nimmt zu. Aber nur weil die
Erdanziehungskraft das so will.

Bauen wir dein Experiment etwas um:

Nehmen wir eine Erde mit einem Durchmesser von 200 Tellerdicken.
Die Teller haben immer noch 1kg Masse und erzeugen auf der Erdoberfläche eine Kraft von 1kg (richtiger wären 10N, aber lassen wird das mal weg).
Nun bohren wir ein Loch in die Erde, genau bis zur Mitte.

Ganz unten ins Loch kommt jetzt die Waage, zudem hat die Waage keine Dicke.
Nun legen wir einen Teller in Loch. sagen wir mal der Erzeugt eine Kraft von 10g.
Der Zweite Teller drückt nun mit 20gr.
Und der 100. dann mit 1’000gr.
Die Waage zeigt nun die Summe aller Teilkräfte an. also 50,5 kg.

MfG Peter(TOO)

#6

Hi,

einfach ausgedrückt, liegt der Denkfehler darin, daß alle Teile um den Erdmittelpunkt herum auf diesen zustreben, und damit etwas, was sich dort befindet, zusammendrücken.

Gruß
Moriarty

#7

Hallo, Andreas,
kehren wir doch noch einmal zu Deinem Tellerstapel im Weltraum zurück.
Teller haben Masse.
Massen ziehen sich gegenseitig an.
Der Teller in der Mitte des Stapels hat also am meisten auszuhalten.

Gruß
Eckard

#8

Moin,

Was mich etwas stört ist die Skala dort am Rande, die Tiefe,
Druck und Temperatur wiedergibt. Speziell der Druck.
Ich kann mir eigentlich nicht vorstellen, das der Druck
stärker wird, je tiefer man kommt. Das würde bedeuten, das der

Dann muß man sich überlegen, ‚was ist Druck?‘
Druck ist Kraft pro Fläche. All Materie auf der Erde wird wegen der Gravitation zum Erdmittelpunkt gezogen. Also drückt die meiste Materie (sprich alle, die die Erde ausmacht), auf den Erdmittelpunkt. 1m unter meinen Füßen drückt nur der eine Meter Erde auf das Gestein, deutlich weniger also als im Erdkern.

Innerste Kern ein derart starkes Gewicht haben müsste um diese
Anziehungskraft zu erzeugen. Ich hoffe, das ich da nichts
falsches Sage, aber Druck wird doch durch Gewicht erzeugt,
oder ?

Kann. Aber muß nicht. Auch wenn’s Haarespalterei ist: in diesem Fall nicht durch Gewicht sondern durch Masse, denn auch das ist ein Unterschied.

Gruß,
Ingo

#9

hmm…
Hi Andreas!

irgendwie hat mich Deine Frage jetzt doch fasziniert.
O.K. - ich habe eine Erde, die auf ihren Mittelpunkt Druck ausübt.

Nun habe ich Dich so verstanden, dass -wenn die Erde nur schnell genug um sich selbst rotieren würde - das Erdinnere quasi leer sein müsste… weil die Rotationskräfte sozusagen in die andere Richtung drängen?

Dass die Erde nun selbst mit irrer Geschwindigkeit durch das All schiesst, nebenbei um die Sonne rotiert, lass ich mal aussen vor - die entlasten ja nicht den Erdmittelpunkt.

Übrig bleiben die Rotationskräfte, die der Schwerkraft entgegenwirken.
Nun ja… wenn die Erde so schnell rotieren würde, dass der Druck im Erdinneren gemindert würde - könnten wir alle fliegen.

hatte ich Dich richtig verstanden???

fragende Grüsse
Ulli

#10

Dann muß man sich überlegen, ‚was ist Druck?‘
Druck ist Kraft pro Fläche. All Materie auf der Erde wird
wegen der Gravitation zum Erdmittelpunkt gezogen. Also drückt
die meiste Materie (sprich alle, die die Erde ausmacht), auf
den Erdmittelpunkt. 1m unter meinen Füßen drückt nur der eine
Meter Erde auf das Gestein, deutlich weniger also als im
Erdkern.

Was ich dabei aber nicht verstehe, warum sich quasi die ganze Materie der Erde auf diesen einen Mittel-Punkt ziehen sollte und somit diesen Druck erzeugen sollte.

Ich bin auch versucht die Erde mit einem Ei zu vergleichen. Die Eroberfläche ist die Schale, der innere Teil weitgehenst Flüssig. Die „Schale“ verhindert nun, das das innere einem bestimmten „Druckpunkt“ bekommt.
Was wäre nun, wenn man - rein theoretisch - den flüssigen Kern „ablassen“ würde. Dann wäre der Druckpunkt doch quasi ganz verschwunden.

Oder eine andere Frage:
Wenn jemand im Wasser 1000m tief „Schwimmt“. Hat er dort mit dem selben Druck zu kämpfen als in einer Höhle die 1000m tief ist ?
Ich meine halt, das ich der Meinung bin, das die „Obere Schicht“ der Erde sich mehr oder weniger zusammenhält. Wie eben eine Schale und dadurch auch keinen Druck auf das innern der Erde ausübt.

Innerste Kern ein derart starkes Gewicht haben müsste um diese
Anziehungskraft zu erzeugen. Ich hoffe, das ich da nichts
falsches Sage, aber Druck wird doch durch Gewicht erzeugt,
oder ?

Kann. Aber muß nicht. Auch wenn’s Haarespalterei ist: in
diesem Fall nicht durch Gewicht sondern durch Masse, denn auch
das ist ein Unterschied.

Gruß,
Ingo

#11

.

Nun ja… wenn die Erde so schnell rotieren würde, dass der
Druck im Erdinneren gemindert würde - könnten wir alle
fliegen.

Ne, ganz so meinte ich das nicht. Das die Rotation den Mitteldruckpunkt „aushebeln“ würde, das würden wir dann „hier oben“ doch schon fürchterlich merken.

Ich meine das halt so, das man die Erde nicht als „komplett flüssig“ ansehen sollte, bei der sich die gesamte Masse auf den Mittelpunkt konzentriert.
Ich vermute, das man bei einer Meerestiefe auch einen anderen Druck aushalten muß, als in einer Höhle, die sich 1000m unter der Erdoberfläche befindet.
Die Erdoberfläche sehe ich als „Schale“ an, die sich komplett selbst hält und somit schon mal keinen Druck auf das Erdinnere ausübt. Der Flüssige Teil des innern würde sich dann aber wieder - aufgrund der hohen Masse der Erdoberfläche wieder eher zum äußeren Rand des Erdmantels hinziehen, als zum Mittelpunkt.
Eben so wie ein Ei mit einer Eierschale, die das innere nicht beeinflusst und keinen Druck ausübt.
Dadurch sind die Berechnungen meiner Meinung nach falsch.
Aber wie gesagt. Nur die Meinung eines unbedeutenden :smile:
Gruß
Andreas

#12

Moin,

Was ich dabei aber nicht verstehe, warum sich quasi die ganze
Materie der Erde auf diesen einen Mittel-Punkt ziehen sollte
und somit diesen Druck erzeugen sollte.

Dir Ursache hierfür nennt man Gravitation oder Massenanziehung. Die wirkt immer zum Schwerpunkt hin. Das kann man leicht nachprüfen.

Ich bin auch versucht die Erde mit einem Ei zu vergleichen.
Die Eroberfläche ist die Schale, der innere Teil weitgehenst
Flüssig. Die „Schale“ verhindert nun, das das innere einem
bestimmten „Druckpunkt“ bekommt.

Gerade WEIL die Erde im Inneren plastisch verformbar / flüssig ist, herrscht in der Mitte der größte Druck. Nur durch die plastische Verformbarkeit kann er ungestört entlang der Hauptachsen wirken, sprich vor allem Richtung Zentrum.

Was wäre nun, wenn man - rein theoretisch - den flüssigen Kern
„ablassen“ würde. Dann wäre der Druckpunkt doch quasi ganz
verschwunden.

Dann würde der Rest einfach in die Mitte fallen (denn auch von einer Sphäre wäre der Massenmittelpunkt in deren Zentrum) und das gleiche würde sich wieder einstellen - nur mit weniger Druck, da ja die Kernmasse fehlt. Ein solches Beispiel wäre unser Mond.

Wenn jemand im Wasser 1000m tief „Schwimmt“. Hat er dort mit
dem selben Druck zu kämpfen als in einer Höhle die 1000m tief
ist ?

Nein. Aber nur, weil die Luftsäule von 1km weniger wiegt als 1km Wassersäule.

Ich meine halt, das ich der Meinung bin, das die „Obere
Schicht“ der Erde sich mehr oder weniger zusammenhält. Wie

Wie gut sie zusammenhält, sieht man jedes Mal, wenn es Erdbeben gibt.

eben eine Schale und dadurch auch keinen Druck auf das innern
der Erde ausübt.

Deine Meinung widerspricht aber dem, was man mißt. Gestein ist nicht stabil genug, um eine solche Sphäre zu bilden.

Gruß,
Ingo

#13

Hallo, Andreas

Die Erdoberfläche sehe ich als „Schale“ an, die sich komplett
selbst hält und somit schon mal keinen Druck auf das Erdinnere
ausübt.

Aber das ist doch nicht der Fall. Es gibt keine komplette Schale wie bei eine Apfelsine. Die Schale „schwimmt“ sozusagen auf dem flüssigen Kern. Und sie ist ja keinesfalls homogen, sondern besteht aus Trümmern, die sich wie die Eisschollen auf einem Teich gegeneinander bewegen.

Der Flüssige Teil des Innern würde sich dann aber
wieder - aufgrund der hohen Masse der Erdoberfläche wieder
eher zum äußeren Rand des Erdmantels hinziehen, als zum
Mittelpunkt.

Wieso denn? Es handelt sich ja dabei um die Anteile der Erde, die am schwersten sind und die sinken nun mal nach unten, möglichst nahe an den Schwerpunkt des Ganzen. Die Erdkruste sind die eher leichten Bestandteile. Deswegen sind sie auch außen, deswegen sind sie auch abgekühlt und deshalb sind sie „fest“ - allerdings immer noch plastisch genug.

Was die Rotation angeht - ja, sie hat ihre Auswirkung. Durch die Rotation sind die Pole ein wenig abgeplattet, der Äquator ein wenig „dicker“. Aber die Rotationskraft ist bei weitem nicht stark genug, um die Masseanziehung zu überwinden.

Gruß
Eckard

#14

Ich meine halt, das ich der Meinung bin, das die „Obere
Schicht“ der Erde sich mehr oder weniger zusammenhält. Wie
eben eine Schale und dadurch auch keinen Druck auf das innern
der Erde ausübt.

Nein, die „obere Schicht“ schwimmt mehr oder weniger auf dem flüssigen Mantel. Es handelt sich auch nicht um eine massive Sphäre - siehe die Kontinentalplatten, die eher der Kruste einer einmal „geknackten“ creme bruleé gleichen.

LG
Stuffi

#15

Moin, Andreas,

Würde man nun diese Teller im Weltraum übereinanderstapeln
würden die Teller vermutlich nicht den geringsten Druck auf
den untersten Teller ausüben.

fast richtig - nur der in der Mitte muss den Druck der oberen Teller von der einen Seite und den der unteren von der anderen aushalten.

Die Anziehungskraft zweier Körper hängt ja von den Massen und ihrem Abstand ab. Nimm die Erde, schneide sie in zwei Hälften und ziehe die Hälften auseinander. Was passiert jetzt? Die beiden Hälften bewegen sich aufeinander zu, bis sie sich treffen. Und dann? Verschwindet die Anziehungskraft? Wenn ja, wohin?

Gruß Ralf

#16

Hai, Andreas,

Was ich dabei aber nicht verstehe, warum sich quasi die ganze
Materie der Erde auf diesen einen Mittel-Punkt ziehen sollte
und somit diesen Druck erzeugen sollte.

tut sie ja gar nicht…
Mach Dich erstmal vom Bild homogener Massen frei. Die Erdkruste ist keine geschlossene Schale, sondern ein ziemlich großer Haufen Bröselkram. Auch das Erdinnere ist keine sich einheitlich verhaltende Masse. Alles lauter Einzelteile.

Jedes dieser einzelnen Teilchen „will“ dahin, wo die Gravitation herkommt und je mehr Teile schon beisammen sind, desto höher ist die Gravitation, also „will“ jedes Teilchen dahin, wo schon die meisten anderen Teile sind. Und jetzt stell Dir mal so ein Teilchen an den verschiedensten Stellen einer Kugel aus ganz vielen Teilchen vor. Zunächst mal eines, das ganz am Rand ist - wo will es hin? Dahin, wo die meisten sind und das ist, von der Kugeloberfläche aus gesehen, in Richtung Mitte.
Stellen wir uns ein anderes Teilchen vor, daß ungefähr auf der Hälfte der Strecke zwischen Oberfläche und Mitte ist. Wo will das hin? Dahin, wo von ihm aus gesehen, die meiste Masse ist - das ist jenseits des Kugelmittelpunktes, es will also „durch“ die Mitte (schneide von einer Kugel eine Scheibe ab - der Schwerpunkt rutscht vom Mittelpunkt der ursprünglichen Kugel ab - und das Teilchen „weiß“ ja nicht, daß es, kaum hat es die Mitte durchquert, wieder zurück in die andere Richtung gezogen werden wird).
Und als letztes stellst Du Dir noch ein Teilchen genau in der Mitte vor - wo will es hin? Genau - nirgens. Rundherum die gleiche Gravitation, alles ist im Gleichgewicht, alles ist schön…
weil aber alle anderen Teilchen auch genau an diese Stelle wollen, herrscht im Mittelpunkt der Erde Druck - viel Druck…

Gruß
Sibylle

#17

Hallo Andreas,

ich möchte hier als Wissenschaftlerin aus einem völlig anderen Themengebiet meinen Senf nicht in der Sache sondern in der Methodik dazugeben. Mit der Geophysik kenne ich mich leider gar nicht aus, mit wissenschaflicher Methodik - sozusagen unserem „Handwerkszeug“ schon.

Zunächst einmal hat mir gefallen, dass du deine Quelle (Geo Kompakt) so gut zitiert hast, dass sie nachvollziehbar war. Wenn man als Wissenschaftler anfängt, sich mit einem Thema auseinanderzusetzen, verschafft man sich als erstes einen guten Überblick über das Thema. Bevor man anfängt zu diskutieren, kommt als erstes eine ausführliche Literaturrecherche dran. Und damit meine ich weniger populärwissenschaftliche Zeitschriften, sondern Lehrbücher und Fachzeitschriften. Es gibt Literaturdatenbanken, in denen man mit den entsprechenden Schlagwörtern fündig wird. Ich vermute, dass du die Antwort auf einige der Diskussionspunkte so finden würdest. Ich würde mir also wünschen, dass du die Erklärungen oder Theorien, die es in der Literatur z.B. für den Druck gibt, darlegst, und mit Referenzen belegst, und zwar wieder genau so nachvollziehbar wie im Geo-Artikel.
Es kann natürlich sein, dass du als Privatperson nicht auf alle Paper kostenfreien Zugang hast - aber grundsätzlich sollte das gehen. In einer Universität oder einem Forschungszentrum hat man da allerdings bessere Möglichkeiten - vielleicht hilft eine Universitätsbibliothek in der Nähe.
Wichtig ist dabei, dass du während dieser Recherche ehrlich zu dir selber bist und nicht nur das liest und berücksichtigst, was vielleicht deine These unterstützt, sondern auch und gerade das, was dir nicht in den Kram passt:smile:
Experimentell gesicherte Fakten sollten natürlich ebenso einen hohen Stellenwert bekommen.
Danach hat sich entweder die Sache mit der neuen Theorie erledigt, oder aber man findet seine Theorie mit den Fakten verträglich:smile: Oder man hat sogar eine ganz neue Idee bekommen! Dann kann man allmählich auch anfangen zu diskutieren.
Ab da kommt man dann alleine und ohne Forschungsbudget sicher nicht mehr weiter, denn man müsste seine Theorie irgendwie überprüfen, d.h. sich vielleicht ein Experiment ausdenken, und gucken ob sich das erwartete Ergebnis einstellt, oder Computersimulationen rechnen.

Wissenschaft ist eine Menge „Knochenarbeit“, wie du siehst. Zu deinem Thread „Wohin mit seinen Thesen“: Es wäre vielleicht ein Anfang, mit jemandem aus einem Geophysik-Institut Kontakt aufzunehmen mit der Bitte um Hilfestellung bei der Literaturrecherche (nach dem Motto „Habe den Geo Artikel gelesen - interessiert mich - will mehr darüber wissen“). Ich könnte mir gut vorstellen, das ich selber so eine Anfrage ernst nehmen würde und einiges schicken würde.

Ich hoffe ich habe dich jetzt nicht total abgeschreckt - wenn man sich für ein Thema wirklich interessiert, dann ist Literatur lesen total spannend und macht Spass :wink:

Viele Grüße,
Simone

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