Erdmantel

Erdmantel, im Schalenbau der Erde jene Schale, die unterhalb der Erdkruste liegt und die den Erdkern umhüllt. Die Grenze Erdkruste/Erdmantel wird von einer seismischen Diskontinuität markiert, die nach ihrem jugoslawischen Entdecker benannte Mohorovičić-Diskontinuität, meist nur kurz Moho-Diskontinuität genannt. In dieser etwa einen halben Kilometer mächtigen Grenzzone fällt die Laufgeschwindigkeit von Erdbebenwellen sprunghaft ab, um unterhalb, im Mantel, wieder schnell zuzunehmen. Diese Diskontinuität liegt in etwa 5 bis 80 Kilometer Tiefe.

Die Grenze vom Erdmantel zum Erdkern markiert ebenfalls eine seismische Diskontinuität, die Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität. An dieser Grenze fällt die Laufgeschwindigkeit von Erdbebenwellen sprunghaft ab, um dann zum Erdmittelpunkt hin wieder langsam zuzunehmen, und an ihr werden Erdbebenwellen reflektiert und gebrochen. Diese Grenze liegt in etwa 2 900 Kilometer Tiefe.

Der Erdmantel besteht aus festem Gesteinsmaterial. Das Gestein entspricht in seiner Zusammensetzung einem Peridotit und besitzt einen ultrabasischen Chemismus. Der Erdmantel setzt sich aus maximal 46 Prozent SiO₂, aus 12 Prozent MgO, aus 14 Prozent Al₂O₃ und aus 10 Prozent Eisenoxiden zusammen.

Im oberen Bereich ist der Erdmantel starr, dieser Bereich gehört noch zur Lithosphäre, die auch die Erdkruste umfasst. Daran schließt sich unterhalb die Asthenosphäre an, die aus plastischem und fließfähigem Material besteht. Fließfähig heißt dabei, dass sich ein festes Gestein über geologische Zeiträume betrachtet plastisch verformen kann. Dazu müssen nur wenige Prozent des Gesteins aufgeschmolzen sein.

Der Erdmantel ist jener Bereich des Erdinnern, in dem die antreibenden Mechanismen der Plattentektonik stattfinden. Durch den radioaktiven Zerfall bestimmter Isotope, vor allem Kalium-40, entsteht Wärme, diese Wärme hält großräumige Konvektionsströme in Gang, durch die eine Wärmeabfuhr zur Erdoberfläche stattfindet. Die Konvektionszellen bewegen die starren Platten der Lithosphäre, durch deren Auseinanderreißen und Kollisionen die geologischen und geomorphologischen Großformen der Erde entstehen.

Unterhalb der Asthenosphäre schließt sich mit unscharfer Grenze in 360 bis 700 Kilometer Tiefe die sehr zähflüssige Mesosphäre an.

Die Dichte des Erdmantels beträgt an seiner oberen Grenze 3,3 Gramm pro Kubikzentimeter und nimmt zur unteren Grenze zu, wo die Dichte 5,7 Gramm pro Kubikzentimeter erreicht. Die Temperatur steigt von 800 bis 1 000 °C mit der Tiefe auf 2 000 bis 3 000 °C. Der Erdmantel nimmt 83 Prozent des Volumens der Erde ein, aber nur zwei Drittel der Gesamtmasse.