A story to share together
Der Erdstreifen im Flur und das Magma des Erciyes
In Kayseri rollen Defne und Kerem aus der sechsten Klasse die Schichten der Erde als maßstabsgetreuen Streifen im Schulflur aus. Als der Streifen zeigt, wie dünn die Kruste und wie dick und fest der Mantel ist, finden sie mit Eis- und Heißwasserexperimenten selbst heraus, wo Magma entsteht und warum es aufsteigt.
Page 1
Vom Fenster von Defnes Klassenzimmer aus konnte man den majestätischen Gipfel des Berges Erciyes sehen. Im Naturwissenschaftsunterricht behandelten sie gerade die Schichten der Erde, und ihr Sitznachbar Kerem stellte in der Pause aufgeregt eine Theorie auf. „Ich glaube, unter dem Erciyes gibt es eine feurige Röhre, die bis ganz hinunter zum Mittelpunkt der Erde reicht“, sagte er. Defne hatte noch nie darüber nachgedacht, wie lang eine solche Röhre sein müsste, und runzelte neugierig die Stirn. Am nächsten Morgen kam sie mit einer riesigen Papierrolle und einem Maßband unter dem Arm zur Schule.
Page 2
Defne wusste, dass der Erdradius etwa sechstausendvierhundert Kilometer beträgt. Sie beschloss, dass auf dem Papier jeder Zentimeter zehn Kilometer darstellen sollte, sodass der Streifen sechshundertvierzig Zentimeter lang sein würde. Kerem rollte das Papier über den gesamten Flur aus und maß die Länge mit dem Maßband ab. Defne markierte die Schichten mit bunten Farben. Der Mantel nahm zweihundertneunzig Zentimeter ein, der flüssige äußere Kern zweihundertfünfundzwanzig und der feste innere Kern einhundertzweiundzwanzig Zentimeter.
Page 3
Die Kruste war am Anfang des Streifens nur ein dünner, dreieinhalb Zentimeter langer Strich, denn unter den Kontinenten ist die Kruste etwa fünfunddreißig Kilometer dick. Kerem ging vom Anfang des Streifens bis zum Zentrum und machte dabei mehr als zehn Schritte. Währenddessen betrachtete Defne den Schaumstoffglobus im Klassenzimmer: Die meisten roten Stecknadeln, die Vulkane darstellten, reihten sich entlang der Bruchlinien aneinander, an denen Erdplatten aufeinandertreffen. Zudem war der Mantel nicht geschmolzen, sondern festes Gestein, das nur wenige Zentimeter im Jahr floss. „Deine Röhre müsste durch zweihundertneunzig Zentimeter festes Gestein des Mantels verlaufen“, sagte Defne.
Page 4
Doch wie konnte festes Gestein an den Plattenrändern überhaupt schmelzen? Defne hatte gelesen, dass eine ozeanische Platte, wenn sie unter eine andere Platte abtaucht, Meerwasser mit in die Tiefe reißt. Vielleicht sorgte das Wasser dafür, dass das heiße Gestein bei einer niedrigeren Temperatur schmolz. Es war unmöglich, echtes Mantelgestein ins Klassenzimmer zu bringen, also dachte sich Defne ein Vergleichsexperiment aus. Aus der Cafeteria holte sie zwei Eiswürfel aus demselben Behälter, zwei kleine Teller und eine Prise Salz.
Page 5
Defne legte die Eiswürfel auf zwei getrennte Teller und streute nur auf den linken etwas Salz. In diesem Experiment stellte das Eis das Mantelgestein dar und das Salz das Wasser, das von der abtauchenden Platte mitgeführt wurde. Zehn Minuten später hatte sich um den gesalzenen Würfel eine breite Wasserpfütze gebildet, während der andere Würfel fast trocken war. „Das Salz hat den Schmelzpunkt des Eises gesenkt“, sagte Kerem begeistert. „Wasser muss den Schmelzpunkt von heißem Gestein auf ganz ähnliche Weise senken.“
Page 6
Die nächste Frage war, warum Magma kilometerweit durch das Gestein nach oben stieg. Kerem füllte ein großes Glas bis zum Rand mit zimmertemperiertem Wasser. Defne füllte eine kleine Flasche mit kaltem Wasser aus dem Kühlschrank, träufelte rote Lebensmittelfarbe hinein und ließ die offene Flasche an einer Schnur auf den Boden des Glases hinab. Anstatt aufzusteigen, breitete sich das rote Wasser wie ein Teppich am Boden aus und blieb dort. „Kaltes Wasser hat eine höhere Dichte, deshalb bleibt es unten“, sagte Defne und verzog die Lippen.
Page 7
Defne leerte die Flasche und füllte sie diesmal mit heißem Wasser aus dem Wasserhahn, zu dem sie zwei Tropfen Farbe gab. Kaum war die Flasche auf dem Boden angekommen, stieg eine rote Säule wirbelnd auf und breitete sich an der Wasseroberfläche aus. Erwärmtes Wasser dehnt sich ein wenig aus, das heißt, es nimmt mehr Platz ein als die gleiche Menge kaltes Wasser. Deshalb hat es eine geringere Dichte und steigt nach oben. Auch Magma hat eine geringere Dichte als das umgebende feste Gestein und gleitet deshalb langsam nach oben.
Page 8
Die ersten zwanzig Zentimeter des Streifens zeigten die obersten zweihundert Kilometer der Erde und waren viel zu klein, um Details einzuzeichnen. Deshalb beschlossen sie, diesen Abschnitt auf einem großen Karton als Nahaufnahme darzustellen. Defne malte eine ozeanische Platte, die schräg unter einen Kontinent abtauchte. In etwa einhundert Kilometern Tiefe setzte sie direkt über die abtauchende Platte eine rote Magmakammer. Kerem zeichnete einen Riss, der von dort nach oben führte, sowie einen Magmaherd.
Page 9
Defne wusste, dass steile Berge wie der Erciyes nicht durch einen einzigen Ausbruch entstanden waren, sondern durch Schichten aus Lava und Asche gewachsen waren, die sich über Hunderttausende von Jahren aufeinandergetürmt hatten. Sie formte einen spitzen Kegel, indem sie dünne Schichten aus grauem Ton und rote Tonstreifen abwechselnd auf dem Karton anordnete. Kerem fügte am anderen Ende des Kartons einen Meeresboden hinzu, an dem sich zwei ozeanische Platten langsam voneinander entfernten. Dort schmolz das aus der Tiefe aufsteigende Mantelgestein teilweise, weil der Druck auf ihm nachließ.
Page 10
Am Tag der Präsentation gingen ihre Mitschüler entlang des Streifens im Flur von der dünnen Krustenlinie bis zum goldfarbenen Bereich in der Mitte. Jemand legte zwei Finger auf die Kruste und lachte überrascht, als er sah, dass diese Schicht gerade einmal zwei Finger breit war. Kerem ließ die Flasche mit dem heißen roten Wasser noch einmal auf den Boden des Glases hinab. Defne zeigte zuerst auf die aufsteigende rote Säule. Dann ließ sie ihren Finger langsam von der Magmatasche auf dem Karton zum majestätischen Gipfel des Erciyes wandern, der im Fenster glänzte.
