Der “feste” innere Kern der Erde ist möglicherweise doch nicht so fest, behauptet die Studie

Noch nie war ein Mensch oder eine Maschine 3.200 Meilen unter der Erdoberfläche, weil Tiefe, Druck und Temperatur sie unzugänglich machen.

Wissenschaftler haben jedoch lange geglaubt, dass der innere Kern unseres Planeten fest ist, im Gegensatz zu der ihn umgebenden Flüssigmetallregion.

Dies wird nun durch eine neue Studie in Frage gestellt, die behauptet, dass die kugelförmige Masse, die für das Erdmagnetfeld verantwortlich ist, sowohl breiiges als auch hartes Eisen enthält.

Die Forschung wurde von Rhett Butler, einem Geophysiker an der University of Hawaii, geleitet, der darauf hindeutet, dass der „feste“ innere Kern der Erde tatsächlich aus einer Reihe von flüssigen, weichen und harten Strukturen besteht, die über die oberen 150 . variieren Meilen der Masse.

Das Innere der Erde ist wie eine Zwiebel geschichtet. Der innere Eisen-Nickel-Kern hat einen Radius von 745 Meilen oder etwa drei Viertel der Größe des Mondes und ist von einem flüssigen äußeren Kern aus geschmolzenem Eisen und Nickel mit einer Dicke von etwa 1.500 Meilen umgeben.

Der äußere Kern ist von einem 1.800 Meilen dicken Mantel aus heißem Gestein umgeben und an der Oberfläche von einer dünnen, kühlen, felsigen Kruste überlagert.

Da der innere Kern so unzugänglich ist, mussten sich die Forscher auf die einzigen verfügbaren Mittel verlassen, um das Innerste der Erde zu untersuchen – Erdbebenwellen.

“Durch Erdbeben in der Erdkruste und im oberen Erdmantel beleuchtet und von seismischen Observatorien an der Erdoberfläche beobachtet, bietet die Seismologie die einzige direkte Möglichkeit, den inneren Kern und seine Prozesse zu untersuchen”, sagte Butler.

Wenn sich seismische Wellen durch verschiedene Erdschichten bewegen, ändert sich ihre Geschwindigkeit und sie können je nach Mineralien, Temperatur und Dichte dieser Schicht reflektieren oder brechen.

Um die Eigenschaften des inneren Erdkerns besser zu verstehen, verwendeten Butler und sein Co-Autor Seiji Tsuboi, ein Forscher der Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, Daten von Seismometern direkt gegenüber dem Ort, an dem ein Erdbeben ausgelöst wurde.

Sie verwendeten Japans Supercomputer Earth Simulator, um fünf Paarungen zu bewerten, um die innere Kernregion weitgehend abzudecken: Tonga und Algerien, Indonesien und Brasilien und drei zwischen Chile und China.

Ein Ausschnitt aus dem Erdinneren zeigt den inneren Kern (rot) und den äußeren Kern aus flüssigem Eisen (orange). Seismische Wellen durchqueren den inneren Erdkern schneller zwischen Nord- und Südpol (blaue Pfeile) als über den Äquator (grüner Pfeil)

Da der innere Kern der Erde so unzugänglich ist, mussten sich die Forscher auf die einzigen verfügbaren Mittel verlassen, um das Innerste der Erde zu untersuchen – Erdbebenwellen (Stockbild)

„Im krassen Gegensatz zu den homogenen, weichen Eisenlegierungen, die in allen Erdmodellen des inneren Kerns seit den 1970er Jahren berücksichtigt wurden, deuten unsere Modelle darauf hin, dass es in den oberen 250 Meilen des inneren Kerns benachbarte Regionen harter, weicher und flüssiger oder breiiger Eisenlegierungen gibt Kern«, sagte Butler.

“Dies erlegt der Zusammensetzung, der thermischen Geschichte und der Entwicklung der Erde neue Beschränkungen auf.”

Die Forscher sagten, dass diese Entdeckung der vielfältigen Struktur des inneren Kerns wichtige neue Informationen über die Dynamik an der Grenze zwischen dem inneren und äußeren Kern liefern könnte, die sich auf das Erdmagnetfeld auswirkt.

“Das Wissen um diese Randbedingung aus der Seismologie kann bessere Vorhersagemodelle des Erdmagnetfelds ermöglichen, das das Leben auf unserem Planeten abschirmt und schützt”, sagte Butler.

Die Forscher planen nun, die innere Kernstruktur mit dem Supercomputer Earth Simulator detaillierter zu modellieren, um zu sehen, wie sie sich mit verschiedenen Eigenschaften des Erdmagnetfelds vergleichen lässt.

Die Forschung wurde in der Zeitschrift Science Direct veröffentlicht.