Warum dreht sich der Erdkern eigentlich?
Hallo liebe Community,
ich beschäftige mich gerade mit Plattentektonik und deren Ursachen und bin nun am flüssigen Erdkern angekommen. Aber warum sich der Kern eigendlich dreht, und woher die dafür Erbrachte Energie kommt, konnt ich noch nirgends finden. Ich meine nur, weil er heiß und (zäh)-flüssig ist, muss er sich ja nicht gleich konstant drehen.
Wisst ihr das vielleicht??
9 Antworten
Nicht der Erdkern bewegt sich, sondern die gesamte Erde. Wie du vielleicht weißt, bewegt sich die Erde mit der Zeit langsamer. Vor 4 Milliarden Jahren hat der Tag nur 5 Stunden. Das heißt, es gibt keine Energiezufuhr mehr, nur es hat einen Punkt gegeben wo es viel Energie gab, die jetzt langsam "ausläuft". Doch welche Energie war das? Um das zu beantworten müssen wir zurückspulen. Wir schreiben das Jahr 5 Milliarden v.Chr.
Ein Stern explodiert in einer Supernova. Seine äusseren Hüllen wurden in den Kosmos geschleudert. Der Stern wurde zu einem Neutronenstern (den wir bisher noch nicht entdeckt haben). Eine Wolke entstand, ein paar Tausend Grad heiß. Diese wurde kühler und zog sich zusammen. Ein "Brocken" entstand. Dieser heizte sich auf. Als er eine Kerntemperatur von 10 Millionen Grad hatte, startete er Energie aufzubauen. Und die Sonne entstand. Dadurch hat er Wasserstoff zu Helium verbrannt.
Jedes Atom besteht aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Beim Fusionsprozess werden die Bestandteile von mehreren Atomen zusammenfusioniert (= Kernfusion). Doch dies geht nicht genau auf. Ein paar Bestandsteile müssen rausgeschmissen werden. Die Protonen rasen dabei rum. Dann kollidiert er mal mit einem schwereren Atom. Dieses wird gespalten (= Kernspaltung). Nach dem Prinzip der Kernspaltung funktionieren auch Kernkraftwerke. Ein Proton spaltet Uran. Weitere Protonen werden freigesetzt. Weitere Uranatome werden gespalten. Dadurch entsteht Energie welche Wasser aufheizt. Wasserdampf entsteht und treibt Turbinen an.
Wieder zum Thema. Das ganze Material ist jetzt aber nicht im Stern. 1% ist übrig geblieben. Dieser Rest bildete sich in einer Scheibe um den Stern. Um deine eigentliche Frage zu klären müssen wir in die Physik abtauchen.
Wenn 2 Objekte sich in ihrer Schwerkraft anziehen, drehen sie sich um ihren eigenen Schwerpunkt. Sind beide Objekte gleich schwer ist der Schwerpunkt genau in der Mitte. Ist das eine Objekt schwerer, dann ist der Schwerpunkt näher an ihm.
Wenn jetzt mehrere Objekte um ihren eigenen Schwerpunkt drehen, dann ist das nicht so leicht. Das nennt man "Dreikörperproblem", siehe Wikipedia. Dies gildet auch für noch mehr. In dieser Scheibe die damals um die Sonne gedreht hat, war das auch. Tausende Bröckchen drehten sich um die eigene Achse. Diese wurden immer dichter und es entstand ein neuer Brocken, viel kleiner. Durch die reibung war er flüssig, kühlte aber langsam aus. Und der ursprüngliche Drehimpuls können wir noch heute spüren. In der Erdrotation.
Doch wie es in anderen Antworten schon beschrieben, dreht sich die Erdkruste langsamer als der Erdkern. Das kommt daher, dass dieser flüssig ist. Und stell dir 2 Becken vor. Eines mit Wasser und eines mit z.B. Backmasse. Jetzt lässt du beides gleich schnell wirbeln, und welches lässt wohl den Drehmechanismus am längsten laufen? Das Wasserbecken! Und genau das ist bei der Erde auch so. Innen ist es schneller.
Doch die Kruste der Erde ist im Planetenvergleich dünner als eine Eierschale, sodass diese auch nicht soo schwer zu bewegen ist, und der Mantel sich nicht all zu schneller dreht als die Kruste!
Hoffe ich habe geholfen, LLG MImosa1
ok, konnt mir die frage gerade durch wikipedia selbst beantworten. Dort lautet es im Artikel Erdrotation:
"Nach der gängigen Vorstellung entstand das Sonnensystem aus einer Gas- und Staubwolke, die sich aufgrund ihrer eigenen Schwerkraft verdichtete.
Wenn zwei Gas- oder Staubteilchen sich relativ zueinander bewegen, so hat jedes bezüglich des anderen einen Drehimpuls, sofern sie sich nicht exakt aufeinander zu bewegen. Die Existenz eines Drehimpulses ist also nicht an eine Kreisbewegung gebunden; auch ein geradlinig oder sonst beliebig bewegtes Teilchen trägt bezüglich eines Referenzpunktes einen Drehimpuls, sofern seine Bewegung von diesem Referenzpunkt aus gesehen eine Seitwärtskomponente hat, also nicht direkt auf den Referenzpunkt zu gerichtet ist. Man betrachte etwa eine Billardkugel, die eine zweite Kugel nicht völlig zentral trifft. Beide Kugeln werden sich nach der Kollision um ihre Hochachsen drehen; der in diesen Drehungen steckende Drehimpuls wurde dem Drehimpuls entnommen, den die linear bewegte Kugel vor dem Stoß bezüglich der zweiten Kugel hatte. Würden die Kugeln beim Stoß zusammenkleben, so würde das entstandene Objekt rotieren. Aus demselben Grund rotieren auch die in einer Gas- und Staubwolke gebildeten Klümpchen, da es sehr unwahrscheinlich ist, dass alle ihre Bestandteile exakt zentral aufeinandergestoßen sind. Auch nachdem die Klümpchen zu größeren Planetesimalen angewachsen sind, ändert jeder Einschlag eines Planetesimals auf einem Protoplaneten dessen Rotation je nach Einschlagpunkt und -winkel. Die Antwort auf die Frage „woher kam der Drehimpuls“ lautet also: aus der ungeordneten Bewegung der Teilchen, die neben ihrem mit der Bewegung verbundenen linearen Impuls auch stets einen Drehimpuls tragen und deren Drehimpulse sich bei der Zusammenballung zu Planeten nicht alle gegenseitig aufgehoben haben. Je kompakter sich der entstehende Körper verdichtet, desto schneller dreht er sich (auch bei konstant bleibendem Drehimpuls) aufgrund des Pirouetteneffektes.
Die Drehrichtung der Erde ist identisch mit der Umlaufsrichtung auf ihrer Bahn um die Sonne, wie bei fast allen anderen Planeten auch. Lediglich die Venus dreht sich entgegengesetzt, und die Drehachse von Uranus liegt nahezu in seiner Bahnebene."
Jetzt hab ich es dir hier erklärt, aber du hast es selber richtig auf Wiki erkannt ;) Hab ich erst danach gesehen. Deshalb habe ich diese 150 Sekunden Restzeit zur Kommentarbearbeitung genutzt, um dir für das Kommentar-Kompli zu danken ;)
ok, super. vielen vielen Dank nochmal. morgen gibts selbstverständlich den stern für dich!
schönen abend noch :)
Ach, das finde ich schade...
Nicht, dass ich das nicht mögen würde, wenn du das sagst, nur vielen wurde schon ein Stern versprochen, obwohl danach eine bessere Antwort kam.
Aber wenn keine bessere Antwort kommt, kannst du das natürlich ;)
Ich hab nur den Sinn Antworten zu schreiben, Sterne sind mir (kaum) nichts wert.
LLG
sorry, hab dich im Stress total vergessen!! Hab dir den Stern jetzt nachträglich gegeben. Sorry nochmal für die Verspätung :)
Hallo Dobbediedob! :)
Um deiner Frage auf den Grund zu gehen, müssen wir zurück zur Entstehung des Sonnensystems. Diese fand vor ca. 4 Milliarden Jahren statt!
Im Universum explodiert in einer unbekannten Ecke ein Stern. Es kommt zu einer Supernova, welche viel Gas freisetzt. Dieses Gas kühlte sich mit der Zeit ab, und es kam zu Chemischen Prozessen innerhalb dieser Gaswolke. Dabei wurden Elemente wie Eisen, die in der Supernova explodierten, quasi "zurückfusioniert" bis sich wieder Wasserstoff bildete!
Auf unserer Gaswolke lastet nun eine Schwerkraft die dafür sorgt, dass sie in sich zusammenfällt. Doch es gibt Sachen, die sie daran hindern! Das ist beispielsweise Druck. Druck entsteht dadurch, dass die Gaswolke eine einfache Temperatur besitzt. Es gibt also Strahlungsdruck, und der wirkt gegen die Schwerkraft. Wir nennen ihn mal Temperatur! Doch wir haben noch ein Problem! Da unsere Gaswolke rotiert, gibt es die Zentrifugalkraft die alles von ihr wegreisst. Leider auch die Schwerkraft und nun hat die Gaswolke ein Problem!
Doch dieses kann sie ganz gezielt lösen! Sie bildet in ihrem inneren kleine Klumpen, welche die Rotation der gesamten Gaswolke aufnehmen. Und noch besser: Das sind genau die Klumpen deren Temperatur abgesunken ist. Das heißt sie nehmen den Strahlungsdruck der Wolke und gleichzeitig die Rotation auf.
Ein Klumpen konzentrierte sich genau ins Zentrum. Dieser wurde besonders heiß, da von jeder Seite Druck auf ihm lastete. Er zog sich also stark zusammen, wurde dabei heiß und seine Anziehungskraft wurde größer. Es bildeten sich um den Klumpen also weitere Schichten! Wir hatten nun einen Protostern mit äußeren Hüllen der, noch nicht ganz als Stern gilt. Doch irgendwann war die Temperatur im innern des Protosterns, 10 Millionen Grad heiß und er trat nun endlich in die Hauptreihenphase eines Sterns ein. Er fing also an Wasserstoff zu Helium zu fusionieren. Unsere Sonne war geboren!
Doch um unsere Sonne bildete sich eine Scheibe, aus vielen kleinen Gesteinsbrocken. Auch sie wollten ursprünglich in die Sonne wandern, doch sie kamen zu spät. Unsere Sonne hatte bereits ihre gesamte Masse eingenommen. Diese Klumpen um unsere Sonne herum, standen so dicht beieinander, dass sie zu immer größeren Brocken verschmolzen. Dabei wurden die Elemente der Brocken der schwere nach sortiert. Im innern lagerte sich das feste Material an, und weiter außen die leichteren Gase! Irgendwann wurde auch dieser Prozess gestoppt und unsere Planeten waren geboren! Auch die Erde war dabei. Und auch hier wickelten sich mehrere Schalen um den ursprünglichen Kern (Brocken)!
Unser Erdkern, und die Erde rotieren also nur, weil sie die ursprüngliche Rotation einer Gaswolke in der sie sich bildeten aufnahmen. Und er wird auch von nichts gestoppt. Die äußeren Hüllen der Erde, drücken stetig auf diesen Eisenkern (Erdkern) drauf, sodass er stets im flüssigen Aggregatzustand bleibt. Wir verdanken unserem Erdkern viel, unter anderem unser Magnetfeld, dass er durch die sogenannte "kinetische Energie" erzeugt. Alle Planeten in unserem Sonnensystem besitzen einen festen Kern! Und wir würden ohne unseren tollen Erdkern nicht einmal leben können!
LG Pflanzengott! :)
Kleine (ziemlich unwichtige) Korrektur. Die Entstehung unserers Sonnensystems war vor 4,6 Mrd. Jahren. Das heißt, der Stern kann nicht vor 4,8 Mrd. Jahren explodiert sein kann.
Trozdem DH
Du hast gesagt:
Um deiner Frage auf den Grund zu gehen, müssen wir zurück zur Entstehung des Sonnensystems. Diese fand vor ca. 4 Milliarden Jahren statt!
Ist ja nur unwichtig ;)
Der Erdkern steckt - in der Erde. Und die dreht sich ja nun mal. Also bleibt dem erdkern nichts anderes über, als sich auch mitzudrehen.
ja, aber dann würde sich der erdkern im bezug auf die erde nicht drehen.
ABER: jetzt habt ihr bei mir einen Gedanken ausgelöst. Vielleicht dreht der Erdmantel, also die Schale ja schneller, als das Erdinnere bedingt durch die Trägheit der MAsse. Genau wie bei einem Wasserglas, das man dreht und der Inhalt sich nur minimal mitdreht. Dann würde sich der Erdkern nämlich im Bezug auf die Erde drehen, und damit Reibung an den "Innenrändern" erzeugen.
ABER: würde er sich nicht nach einer gewissen Zeit der Drehung der Erde selbst anpassen??
Der innere, feste Erdkern dreht sich tatsächlich etwas schneller als der Erdmantel und die Erdkruste - alle 900 Jahre macht er eine zusätzliche Drehung. Die Energie dafür liefern vermutlich elektromagnetische Kräfte des Geodynamos im äußeren Erdkern, die den paramagnetischen festen Kern mitziehen. So genau weiß man das aber meines Wissens noch nicht.
hmmm...das beschreibt jetzt aber das gegenteil von dem, was Bambi797 gesagt hat.
laut bambis meinung dreht sich die feste hülle um den flüssigen kern herum, was einer relativen "anti-drehung" des kerns zur hülle entspricht.
deiner meinung nach, ist der flüssige kern schneller in seiner drehung, als die eigendrehung der erde. wodurch wird der kern denn dann in seiner drehung beschleunigt?? das genau wollte ich nämlich anfangs mit meiner frage herausfinden und dachte schon, dass Bambi die Lösung geliefert hätte.
Sicher ist, dass sich der feste Erdkern erstaunlicherweise etwas schneller dreht, als die Erdkruste. Woran das liegt, gibt es nur Vermutungen. Die von mit genannte Vermutung, ist die meiner Meinung nach plausibelste. Durch den Temperaturgradienten zwischen innen und außen gibt es Strömungen, insbesondere von geladenen Teilchen, ähnlich wie bei der Bildung von Blitzen. Diese Strömungen erzeugen Magnetfelder, die irgendwie den paramagnetischen Erdkern beschleunigen.
Das ,,Flüssige" im Erdkern dreht sich eigentlich gar nicht. Nur die Hülle drum herum dreht sich.
Da die HÜLLE sich dreht und die ganze Zeit an die Erde reibt, wird er heiß, wie die Hände die heiß werden wenn man sie schnell an einander reibt!
Das ist aber leider nicht richtig. Unser Erdkern dreht sich tatsächlich, und erzeugt dabei die kinetische Energie, der wir unser Magnetfeld verdanken können! Würde sich unser Erdkern nicht drehen, dann würden wir nicht leben können! :)
Man sollte vorsichtig sein beim Verwenden, dass wenn man einen Faktor ändert, dass es auch kein Leben gibt. Wenn man bedenkt dass es etwa alle 100.000 Jahre eine Polumkehr gibt, und dadurch das magnetfeld für mehrere Jahre nicht da ist, und etwa 200 Jahre nur schwach.
Aber du hast recht, ohne Magnetfeld wäre es sehr hinderlich für Leben (aber nicht unmöglich).
Ich glaube du liegst leider falsch! Das Magnetfeld der Erde ist wichtiger als viele Menschen glauben. Es hält beispielsweise Sonnenstürme davon ab, auf die Erde zu rasen. Würde es unser Magnetfeld nicht geben, so würde so viel giftige Strahlung durch die Atmosphäre gelangen, dass ein Leben schlichtweg unmöglich ist. Und die Polumkehrung findet alle 200.000 Jahre statt! Ohne Magnetfeld kein Leben! Da gibt es kein aber! Zudem setze ich den Schwerpunkt meines Kommentars auf die kinetische Energie die der Erdkern erzeugt.
Ausser wenn das Leben unter der Erde ist ;)
Deswegen habe ich ja gesagt, dass es nicht unmöglich ist ;)
Und es ist ja egal, ob das alle 200.000 Jahre ist oder alle 100.000 Jahre. Solangs nicht da ist...
Aber wenns schon Leben gibt, kann es das auch überstehen ;)
wow, das ist eine wirklich tolle antwort!
(die gane sache über atome, kernfusion, entstehung des sonnensystem kannte ich übrigens. habe "das elegante universum gelesen UND manchmal sogar in der schule aufgepasst :P)
jetzt versteh ich auch, warum sich der kern schneller dreht, als die hülle. bei einem wichtige punkt springst du mir aber zu schnell drüber. und zwar bei der ursache des drehimpulses selbst. wie ich weiß, wurde der staub bei der entstehung des sonnensystems von der gravitativen kraft der sonne eingefangen. die bewegung der körper um die sonne entspringt wohl der bewegungsenergie, die jeder körper hatte, bevor er "eingefangen" wurde.
ABER: woher kommt die drehung des körpers um die eigene achse, denn das ist ja dann im endeffekt die Kraft, nach der ich nun seit mehreren stunden suche.
Weißt du das auch??
Danke schonmal :)