Verstecktes Innenleben: Der innere Kern der Erde ist nicht homogen, sondern zweigeteilt – sein zentraler Bereich ist anders als der Rest. Darauf deuten neue seismische Messungen hin. Das Eisen im neu entdeckten Kernbereich ist demnach anders ausgerichtet und besteht aus einer anderen Kristallform, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature Geoscience“ berichten.
Der innere Kern der Erde ist der extremste Ort unseres Planeten. Der enorme Druck von 3,3 Millionen Atmosphären presst hier das Eisen so stark zusammen, dass es selbst bei Temperaturen von mehr als 6.000 Kelvin nicht schmilzt. Deshalb ist der innere Erdkern fest. Nur an seiner Grenze zum flüssigen äußeren Kern findet ein stetes Schmelzen und Erstarren statt.
Kugel in der Kugel
Wie der innere Erdkern beschaffen ist, lässt sich nur indirekt ermitteln – unter anderem mit Hilfe der seismischen Wellen von Erdbeben. Während sie das Erdinnere durchlaufen, werden sie durch die verschiedenen Schichten beeinflusst. Aus diesen Veränderungen können Forscher auf die Eigenschaften von Kernen und Mantel schließen. Xiaodong Song von der University of Illinois in Urbana-Champaign und seine Kollegen haben nun mit einer neuen Methode nicht die Schockwellen von Erdbeben ausgewertet, sondern ihre Nachschwingungen analysiert.
Mit überraschenden Ergebnissen: Der innere Erdkern ist demnach kein homogener Ball aus einer festen Eisen-Nickel-Legierung, sondern erstaunlich komplex strukturiert. Die seismischen Wellen enthüllten eine klare Grenze etwa auf halbem Weg von der Kerngrenze zum Erdmittelpunkt. Nach Ansicht der Forscher spricht dies dafür, dass der innere Erdkern einen abgetrennten Innenbereich hat – eine Innenkugel von etwa der halben Größe des inneren Erdkerns.
Völlig andere Achse
Diese Innenkugel unterscheidet sich in mehreren Merkmalen vom restlichen inneren Erdkern, wie die Forscher berichten. So sind die Eisenkristalle im Außenbereich des Kerns in Nord-Südrichtung ausgerichtet, in der Innenkugel aber nach Osten und Westen. „Ihre Achse bildet eine Linie etwa durch Mittelamerika und Südostasien“, berichten Song und seine Kollegen. Wahrscheinlich besteht die Kugel zudem aus einer anderen Kristallform oder –phase.
„Die Tatsache, dass wir hier zwei deutlich verschiedenen Regionen finden, könnte uns etwas darüber verraten, wie sich der innere Erdkern einst entwickelt hat“, erklärt Song. Möglicherweise gab es im Laufe der frühen Erdgeschichte einen dramatischen Wechsel der Bedingungen, der diese Zweiteilung hervorgerufen hat. „Dieser Fund könnte der Schlüssel dazu sein, wie sich die Erde entwickelt hat.“ (Nature Geoscience, 2015; doi: 10.1038/ngeo2354)
(University of Illinois at Urbana-Champaign, 11.02.2015 – NPO)
