Grobkörniges Fragment des Erdmantels, die grüne Farbe wird durch den hohen Olivin-Gehalt bestimmt.
Dünnschliff-Photo von Olivin-Kristallen in einem Mantelfragment. Durch die unterschiedlichen grauen Farben des Olivinkorns in der Bildmitte ist zu erkennen, daß das Korn in gegeneinander leicht verdrehte Deformationslamellen zerlegt ist. An den Kornrändern hat schon eine Neu-Kristallisation von kleinen Olivin-Kristallen begonnen.
Der Aufbau des Erdmantels
Der Erdmantel ist verblüffend einfach zusammengesetzt: er besteht in der Regel nur aus vier Mineralen, nämlich Olivin, Orthopyroxen, Klinopyroxen und Spinell. In größeren Tiefen, etwa ab 60 bis 70 Kilometern Tiefe, tritt statt Spinell Granat auf. Olivin ist praktisch immer zu über 50% am Aufbau der Erdmantelgesteine beteiligt; solche Gesteine werden allgemein Peridotite genannt.
In Bezug auf die chemische Zusammensetzung ist wiederum festzustellen, daß nur wenige Elemente zu mehr als 1 % am Aufbau des Erdmantels beteiligt sind: Sauerstoff (O), Magnesium (Mg), Silizium (Si), Eisen (Fe), Kalzium (Ca) und Aluminium (Al). Dazu kommen geringe Mengen (0.1-1%) von Natrium (Na), Titanium (Ti), Chrom (Cr). Die ersten vier genannten Elemente (Si, Mg, Fe, O) bauen die Minerale Olivin und Orthopyroxen auf, während das Kalzium und das Aluminium in den Mineralen Klinopyroxen und Spinell steckt.
Der Erdmantel ist nicht starr, vielmehr finden in ihm unendlich langsame Bewegungen statt; es handelt sich um Konvektionsströme, die durch die unterschiedlichen Temperaturen im oberen und unteren Mantelbereich verursacht werden. Diese Konvektionströme sind eine der treibenden Kräfte der Plattentektonik. In den Mantelperidotiten hinterlassen diese Bewegungen ihre Spuren; zum Beispiel dadurch, daß einzelne Mineralkörner zerbrochen oder deformiert sind. Besonders gut zu sehen ist diese Deformation in Olivin, wo sie zur Ausbildung typischer Lamellen führt (Bild links). Diese Deformation hatte schon in den 30er Jahren Prof. Ernst zu der Einsicht geführt, daß sich bei den in Vulkaniten gelegentlich zu findenen Peridotiten nicht um Akkumulationen früh ausgeschiedener Minerale handelt.
Seismische Beobachtungen, d.h. die Untersuchung von Erdbebenwellen, haben gezeigt, daß sich der Erdmantel im festen Zustand befindet. Die Bildung von Schmelzen (Magmen), Grundvoraussetzung für Vulkanismus, ist also ein lokales Phänomen.