Ähnlich wie mit einem Röntgengerät können Geologen ins Erdinnere schauen, ohne die Erde aufschneiden zu müssen. Ihre „Röntgenstrahlen“ sind Erdbebenwellen: Wenn es an einem Ort stark bebt, breiten sich die Erschütterungen durch den gesamten Erdkörper aus, ähnlich wie Schallwellen in der Luft.

Allerdings sind diese Wellen nicht immer gleich schnell: In dichtem und hartem Material werden die Erschütterungen schneller weitergeleitet als in leichterem und weicherem Material. Stoßen sie auf eine Gesteinsschicht mit höherer Dichte, können sie auch gebrochen oder zurückgespiegelt werden, wie Lichtstrahlen an einer Glasscheibe. Und manche Wellen können sich nur in festen oder zähflüssigen Stoffen fortbewegen und Flüssigkeiten gar nicht durchlaufen.

Wenn die Erdbebenwellen schließlich auf der anderen Seite der Welt ankommen, werden sie von einem weltumspannenden Netz von hochsensiblen Messgeräten – sogenannten Seismographen – aufgezeichnet. Aus den Mustern in diesen Diagrammen können die Forscher die Art der Wellen und ihre Geschwindigkeit ablesen und den Weg der Wellen durch die Erdkugel zurückverfolgen.

So erfahren die Forscher eine Menge über das Erdinnere – zum Beispiel in welcher Tiefe es Gesteins- oder Metallschichten gibt und ob diese fest, dickflüssig oder dünnflüssig sind.

Doch im Laufe der Zeit änderte sich das: Die schwereren Stoffe sanken nach unten zum Erdmittelpunkt – vor allem Metalle. Gesteine hingegen waren etwas leichter und stiegen nach oben, die leichtesten bis zur Erdoberfläche. Dort kühlten sie langsam ab und erstarrten.

So trennte sich das Material der Erde in die drei kugelförmigen Schichten, die wir heute kennen. Man kann sich den Aufbau der Erde vorstellen wie einen Pfirsich: Außen ein hauchdünne „Schale“ aus leichtem, festem Gestein – die Erdkruste. Sie ist im Durchschnitt nur 35 Kilometer dick.

Unter der Kruste befindet sich das „Fruchtfleisch“ – der fast 3000 Kilometer mächtige Erdmantel aus schwerem zähflüssigem Gestein. Und im Inneren der Erde liegt der Erdkern aus den Metallen Eisen und Nickel.

Der Erdkern selbst besteht zunächst aus einer etwa 2200 Kilometer dicken äußeren Schicht, dem äußeren Kern. Dort ist es über 5000 Grad Celsius heiß, deshalb ist das Metall geschmolzen und so dünnflüssig wie Quecksilber.

Ganz innen liegt der innere Kern, etwas kleiner als der Mond. Er ist mit über 6000 Grad Celsius noch etwas heißer als der äußere Kern – aber überraschenderweise fest. Das liegt daran, dass mit zunehmender Tiefe nicht nur die Temperatur steigt, sondern auch der Druck. Die äußeren Schichten, die auf dem Erdkern lasten, drücken sein Material so unvorstellbar stark zusammen, dass es sich nicht verflüssigen kann.

Ein Großteil der Hitze stammt noch aus den Kindertagen der Erde, als sich Staub und Gesteinsbrocken zu einem Planeten verdichteten. Das Wort „verdichten“ klingt allerdings etwas zu harmlos: In Wirklichkeit muss man sich das vorstellen, wie viele große Meteoriteneinschläge – jeder Einschlag eine gigantische Explosion, die den jungen Planeten aufheizte und das Material schmolz.

Seitdem ist es etwas ruhiger geworden und die Erde kühlt sich wieder ab. Das tut sie allerdings äußerst langsam, die Hitze im Erdinneren kann nur sehr langsam in das Weltall entweichen. Heiße Magmaströme im zähen Erdmantel transportieren die Wärme nach oben. Dort bleibt sie unter der starren Erdkruste wie unter einem Deckel eingeschlossen. Nur langsam gibt das Krustengestein die Wärme ins Weltall ab.

Außerdem wird im Inneren der Erde immer noch Wärme nachproduziert. Das liegt daran, dass die Erde in ihrem Kern eine Menge radioaktiver Stoffe wie beispielsweise Uran besitzt. Seit der Entstehung unseres Planeten zerfallen sie und geben dabei über einen sehr lange Zeitraum Wärme ab. Dieser „Brennstoff“ reicht noch für viele Milliarden Jahre.

Die Ursache von Erdbeben ist die Bewegung der Platten. Diese schwimmen auf dem zähflüssigen Material des Erdmantels, dessen Strömungen sie antreiben wie ein Motor. Dort, wo zwei Platten aneinander grenzen, können sich ihre Gesteinsmassen verhaken und ins Stocken geraten. Das Problem ist: Die Strömung im Erdinneren treibt sie weiter an. Dadurch entstehen enorme Spannungen zwischen den beiden Platten. Werden die Spannungen irgendwann zu groß, bewegt sich eine der Platten ruckartig vorwärts. Die Spannung entlädt sich: die Erde bebt.

Häufig geschehen Erdbeben dort, wo zwei Platten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aneinander vorbeigleiten, wie an der Küste Kaliforniens. Wo Platten aufeinander stoßen geht das ebenfalls nicht reibungslos ab. So driftet zum Beispiel die Afrikanische auf die Eurasische Platte zu und taucht dabei unter diese ab. Weil diese Plattengrenze im Mittelmeerraum verläuft, bebt in Italien oder in der Türkei immer wieder die Erde. Auch dort, wo die Erdkruste auseinander gezerrt wird, gibt es Erdstöße, zum Beispiel im Oberrheingraben. Diese waren in den vergangenen Jahrhunderten zwar weniger stark, doch auch hier gab es schon heftige Erschütterungen: Im Jahr 1356 richtete ein starkes Beben großen Schaden in der Stadt Basel an.

Nicht jedes Mal ist die Bewegung der Platten „schuld“ an einem Erdbeben. Auch Einstürze können die Umgebung erschüttern. Das geschieht dann, wenn natürliche oder vom Menschen geschaffene Hohlräume einbrechen. Solche Beben reichen aber nicht so weit und sind nicht so stark wie Beben, die von der Bewegung der Erdplatten ausgelöst wurden.

Der genaue Punkt, von dem ein Erdbeben ausgeht, ist der Erdbebenherd, auch Hypozentrum genannt. Von hier aus breiten sich die Erdbebenwellen in alle Richtungen aus – vergleichbar den Wellen, nachdem ein Stein ins Wasser geplumpst ist. Je größer die Entfernung vom Erdbebenherd, desto schwächer werden die Erdbebenwellen, die die Erde zum schwanken bringen.

Direkt über dem Herd oder Hypozentrum liegt an der Erdoberfläche das Epizentrum. Rund um dieses Epizentrum sind die Zerstörungen eines Erdbebens meist am größten. Wie stark ein Beben ist, lässt sich mit speziellen Geräten messen. Meist wird die Stärke mit Werten auf der nach oben offenen Richterskala angegeben. Das stärkste bisher gemessene Erdbeben war das von Valdivia am 22. Mai 1960, auch Großes Chile-Erdbeben genannt. Es erreichte eine Stärke von 9,5 auf der Richterskala.