Entstehung der Erde

Die Geschichte

Ein Planet, der durch Stöße entsteht

Die Erde ist nicht an einem Tag entstanden, und sie ist nicht ruhig entstanden. Im Nebel um die junge Sonne, in einer Entfernung, wo es warm genug war, dass nur Gestein und Metalle übrig blieben, stießen Milliarden kleiner Körper zusammen und vereinigten sich. Die größeren zogen die anderen an und wuchsen. Die Wissenschaftler schätzen, dass sich die Erde in einigen Dutzend Millionen Jahren gebildet hat und dass sie etwa 4,54 Milliarden Jahre alt ist, mit einer Unsicherheit von etwa einem Prozent.

Wie misst man ein solches Alter? Man kann kein Gestein der Erde aus der allerersten Zeit verwenden, denn die Erde hat sich ständig verändert, und die ältesten Gesteine wurden zerstört und neu gebildet. Man benutzt stattdessen die Meteoriten, die Überreste, die seit der Entstehung des Sonnensystems fast unverändert geblieben sind. 1953 maß ein amerikanischer Geochemiker, Clair Patterson, im Meteoriten Canyon Diablo, der in Arizona gefallen war, die Mengen verschiedener Arten von Blei. Diese entstehen durch den Zerfall von Uran, der in einem gleichmäßigen, bekannten Takt abläuft, wie eine Uhr. Das Ergebnis war etwa 4,55 Milliarden Jahre, noch heute sehr nahe am anerkannten Wert.

Ein Meer aus geschmolzenem Gestein

Die jungen Planeten waren aus drei Gründen sehr heiß. Der erste waren die ständigen Einschläge, die die Bewegungsenergie in Wärme verwandeln. Der zweite waren die radioaktiven Elemente, die beim Zerfall Energie im Inneren freisetzen. Der dritte war die Schwerkraft selbst, die den Planeten beim Wachsen zusammenpresste. Der äußere Teil der Erde schmolz zu einem Ozean aus Magma, also geschmolzenem Gestein, vielleicht Hunderte Kilometer tief.

In diesem Gesteinsozean geschah etwas Grundlegendes: Der Stoff ordnete sich nach Gewicht. Eisen und Nickel, die schwer sind, sanken zur Mitte hinab und bildeten den Kern. Die leichteren Gesteine blieben oben und bildeten den Mantel, und an der Oberfläche entstand beim Abkühlen eine dünne Kruste. Deshalb ist die Erde noch heute wie eine Zwiebel aus Schichten aufgebaut.

Im Inneren der Erde

Niemand ist je tiefer als 12 Kilometer gekommen: Das tiefste je gegrabene Bohrloch, in Russland auf der Halbinsel Kola, reicht bis etwa 12.262 Meter, eine Kleinigkeit gegenüber dem Erdradius von etwa 6370 Kilometern. Und doch wissen wir, wie das Innere aufgebaut ist, dank der Erdbeben. Die seismischen Wellen durchqueren den Planeten und ändern Geschwindigkeit und Richtung, wenn sich das Material ändert. Beim Untersuchen der Wellen haben die Seismologen entdeckt, dass unter der Kruste (zwischen 5 und 70 Kilometer dick) der Mantel liegt, aus heißem Gestein, das über fast 2900 Kilometer langsam fließt; dann ein flüssiger äußerer Kern aus Eisen und Nickel; und in der Mitte ein fester innerer Kern, etwa drei Viertel so groß wie der Mond.

Dieser letzte wurde 1936 von der dänischen Seismologin Inge Lehmann entdeckt, die bemerkte, dass sich bestimmte Erdbebenwellen merkwürdig verhielten, und begriff, dass sie von einer festen Kugel im flüssigen Kern abgelenkt werden mussten. Die Bewegung des flüssigen Metalls im äußeren Kern erzeugt das Magnetfeld der Erde, den unsichtbaren Schild, der einen großen Teil der geladenen Teilchen der Sonne ablenkt und den Kompass zum Orientieren nützlich macht.

Die Zeit des Hadaikums

Die erste Zeit der Erdgeschichte, bis vor etwa 4 Milliarden Jahren, heißt Hadaikum, nach Hades, dem griechischen Gott der Unterwelt, wegen der Vorstellung einer feurigen Welt. In Wirklichkeit denken die Forschenden, dass die Oberfläche schon früh genug abgekühlt war, um eine feste Kruste und sogar flüssiges Wasser zu haben. Wir wissen nicht, wie heiß und wie ruhig diese Welt war: Von der Erde jener Zeit sind ganz wenige Reste übrig, weil der Planet sein Gestein ständig recycelt.