Die Erde hat eine zusätzliche Schicht: 650 km Eisenkern entdeckt!

Die Analyse des Verhaltens seismischer Wellen hat es ermöglicht, eine neue Schicht im Erdinneren zu identifizieren: einen fast reinen Eisenkern mit einem Radius von nur 650 km. Diese Hypothese legt den Grundstein für eine mögliche große Entdeckung.

Struktur der Erde — Das Erdinnere hat eine komplexe Struktur, die wir bisher nur durch die Untersuchung des Verhaltens seismischer Wellen verstehen konnten.

Neue Überraschungen aus den Tiefen der Erde. Jahrzehntelang haben wir in der Schule gelernt, dass der Planet aus vier großen konzentrischen Hüllen besteht: der Kruste, der oberflächlichsten, gefolgt vom Erdmantel, dann einem äußeren Kern und schließlich einem inneren Kern. Laut einer kürzlich in Nature Communications veröffentlichten Studie, in der etwa 200 Erdbeben der letzten zehn Jahre analysiert wurden, gibt es im Inneren des Planeten eine fünfte Ebene, einen inneren Kern aus fast reinem Eisen.

Dieser Kern mit einem Radius von nur 650 km, etwas mehr als die Entfernung zwischen Rom und Mailand, wird als innerer Kern (IC) bezeichnet und würde weniger als 1 % des Erdvolumens ausmachen.

Der Erdkern, komplexer als bisher angenommen

Die von Thanh-Son Pham und Hrvoje Tkalči��, beide von der Australian National University in Canberra, durchgeführte Studie wirft Licht auf einen Bereich unseres Planeten, der noch immer von vielen Schatten umhüllt ist, vor allem aufgrund der Unzugänglichkeit und der Unmöglichkeit direkter Beobachtungen.

Es genügt zu sagen, dass die größte Tiefe, die von Menschen durch unterirdisch gegrabene Brunnen erreicht wird, der Kola-Schacht in Russland ist, und sie erreicht keine 13 km.

Die Tiefen der Erde können nicht direkt erforscht werden

Es war eine große Herausforderung für die Menschheit, so tief hinabzusteigen, aber das ist fast nichts im Vergleich zu der Tiefe, in der das Zentrum des Planeten liegt, knapp 6400 km unter unseren Füßen! Schließlich wäre es unmöglich und unvorstellbar, in diese Tiefen vorzudringen, denn dort herrschen extrem hohe Temperaturen (Tausende von Grad Celsius im Kern) und ein millionenfach höherer Druck als an der Oberfläche.

Es gibt keine Technologie, die in diese Tiefen vordringen und es uns ermöglichen würde, die Struktur oder die Zusammensetzung zu bestimmen. Die einzige Möglichkeit, das Erdinnere zu erforschen, besteht bisher in der Untersuchung des Verhaltens seismischer Wellen, die wir als Scanner für die Tiefen des Planeten nutzen können.

Hilfe kommt von Erdbeben

Die stärksten Erdbeben erzeugen seismische Wellen, die den Planeten durchqueren und sich je nach Dichte des durchquerten Mediums mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in alle Richtungen ausbreiten, sodass wir wertvolle Informationen über das gewinnen können, was wir nicht sehen können, so wie Röntgenstrahlen, die auf den menschlichen Körper angewendet werden, in der Medizin für medizinische Diagnosen wertvoll sind.

Einige dieser Wellen erreichen die Erdoberfläche und verursachen leider manchmal schwere Schäden - das jüngste Beispiel kommt aus der Türkei und Syrien -, während sich die anderen bis in die Tiefe der Erde ausbreiten, wobei sie je nach der Erdhülle, die sie durchqueren, schneller oder langsamer werden und somit durch die physikalischen Eigenschaften des Mediums, in dem sie sich ausbreiten (hauptsächlich die Dichte), bedingt sind.

Das Verhalten seismischer Wellen hängt von den physikalischen Eigenschaften des Mediums ab, das sie durchqueren: Dies hat zur Entdeckung geführt, dass die Erde aus mehreren konzentrischen Schichten mit sehr unterschiedlichen Dichteeigenschaften besteht.

Es war die dänische Seismologin und Geophysikerin Inge Lehmann, die dies als Erste erkannte und den Grundstein für das Verständnis des Erdinneren legte. Die unterschiedliche Geschwindigkeit, mit der sich seismische Wellen ausbreiten, und andere Faktoren haben es seit dem letzten Jahrhundert möglich gemacht, vieles über die Beschaffenheit des Erdinneren zu verstehen.

Bodenstruktur — Der Aufbau der Erde: Die Kruste ist die oberflächlichste und dünnste Schicht, nur einige Dutzend Kilometer dick. Darauf folgt der Erdmantel, der sich bis in eine Tiefe von fast 3.000 km erstreckt. Dann gibt es einen flüssigen äußeren Kern, gefolgt von einem festen inneren Kern. Die neue Studie geht von einer weiteren Schicht aus.

Es waren also die großen Erdbeben der Vergangenheit, die uns bewusst gemacht haben, dass es in der Tiefe verschiedene Schichten gibt, deren physikalische und chemische Eigenschaften sich von denen an der Oberfläche stark unterscheiden und die durch Diskontinuitäten voneinander getrennt sind.

Die Struktur der Erde ist komplex, kann aber vereinfacht als eine Folge konzentrischer Hüllen mit homogenen Merkmalen dargestellt werden, die durch Diskontinuitäten getrennt sind. Die Kruste ist vom Erdmantel durch die sogenannte Mohorovičić-Diskontinuität (im Durchschnitt 30 km tiefer) getrennt. Der Erdmantel reicht Tausende von Kilometern tief bis zur Gutenberg-Diskontinuität (2890 km unter unseren Füßen). Dort beginnt der äußere Kern, der sich bis zu 5150 km erstreckt, wo die Lehmann-Diskontinuität den Beginn des inneren Kerns markiert.

Eine neue Schicht: ein fast reiner Eisenkern

Die Studie australischer Forscher hat eine Idee wiederbelebt, die bereits vor etwa zwanzig Jahren vorgeschlagen worden war, nämlich dass der innere Kern des Planeten, den wir nach dem äußeren Kern finden, tatsächlich aus zwei Schichten besteht. Er bestünde aus einer äußeren Schicht, die nicht sehr homogen ist, und einer inneren Schicht, die sehr kompakt ist, aus praktisch reinem Eisen besteht und einen Radius von nur 650 Kilometern hat.

Die Studie eröffnet sehr interessante Szenarien, denn das Vorhandensein dieses zusätzlichen Kerns würde es uns ermöglichen, besser zu verstehen, wie unser Planet entstanden ist, und könnte uns auch Spekulationen darüber erlauben, wann die Erde aufgrund der Verfestigung des äußeren Kerns nicht mehr bewohnbar sein wird, der für die Erzeugung des Magnetfelds entscheidend ist, eines gewaltigen Schirms, der uns vor der Weltraumstrahlung schützt.

Nicht alle Seismologen sind sich darin einig, dass diese Beobachtungen die Existenz eines inneren Kerns beweisen, der sich von den anderen Kernen unterscheidet, wie Scientific American berichtet, während alle darin übereinstimmen, dass sich dank der besseren Technologien, die uns heute zur Verfügung stehen, um auch schwächere seismische Signale aufzuspüren, neue Szenarien eröffnen, um mehr über die Tiefen des Planeten zu erfahren.

Die Veröffentlichung dieser neuen Arbeit erfolgt weniger als einen Monat nach der Veröffentlichung der wissenschaftlichen Studie eines chinesischen Forscherteams, das eine Verlangsamung der Rotation des inneren Kerns des Planeten und eine mögliche Richtungsänderung in Bezug auf die Oberfläche festgestellt hat.