Der Erdkern ist aktiver als gedacht

Einem deutsch-dänischen Forscherteam gelang es mit Daten des Kleinsatelliten CHAMP, die Dynamik des Erdkerns genau zu beobachten, der deutlich aktiver zu sein scheint, als bisher angenommen.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: Nature.

Gary A. Glatzmeier
Ein Computermodell des Erdkerns zeigt, dass dieser nicht einfach zu beschreiben ist.
(Bild: Gary A. Glatzmeier)

Das Erdinnere ist, grob betrachtet, aus drei Schalen aufgebaut. Während uns Teile der Kruste über Aufschlüsse und Bohrungen zugänglich sind, müssen für den Mantel überwiegend indirekte Methoden ausreichen. Nur selten verirren sich Fragmente von Mantelgestein als Xenolithe – Fremdgesteinseinschlüsse – an die Oberfläche. Über den Erdkern wissen wir heute nach wie vor am wenigsten. Seismische S-Wellen können feste Körper, jedoch keine Flüssigkeiten durchdringen. Dadurch wissen wir, dass der äußere Erdkern flüssig ist, anders als die steifen äußeren Schalen Mantel und Kruste, die den größten Teil des Erdvolumens ausmachen. Der innere Teil des Erdkerns ist fest – auch das wissen wir durch seismische Wellen.

Eine der wichtigsten Informationsquellen über sich liefert der Erdkern glücklicherweise selbst: Beständig rotiert der feste innere Kern im flüssigen äußeren und erzeugt wie ein Dynamo ein starkes Magnetfeld, das den blauen Planeten von den benachbarten Gesteinsplaneten unterscheidet. Das Erdmagnetfeld ist über erdgeschichtliche Zeiträume enormen Schwankungen unterworfen, im Mittel kehren sich magnetischer Nord- und Südpol alle 250.000 Jahre um und schreiben diese Information in das globale Gesteinsarchiv.

Die Erforschung des Erdkerns mit Hilfe aktueller kurzräumiger Schwankungen des Erdmagnetfelds war jedoch bisher eher schwierig. So beschränkten sich Geophysiker auf die Aufstellung von numerischen Modellen, ohne viel Informationen aus Messdaten zu erwarten. Der tiefere Erdmantel galt als elektrisch leitfähig und damit auch dazu fähig, Informationen aus dem tieferen Kern zu verschleiern, wenn es um schnelle Veränderungen geht. Es wurden also Modelle gerechnet.

Astrium
Der Kleinsatellit GRACE erforscht seit 2000 u.a. Erdmagnet- und Schwerefeld.
(Bild: Astrium)

Die neuen Ergebnisse veröffentlichten Nils Olsen vom Danish National Space Center und Mioara Mandea vom Geoforschungszentrum Potsdam in der neusten Ausgabe des Journals Nature. Sie verwendeten Messdaten des Kleinsatelliten CHAMP, der seit dem Jahr 2000 unter anderem das Erdmagnetfeld untersucht. So konnten die Forscher auf Datenmaterial aus acht Jahren zurückgreifen. Alte Vermutungen, der elektrisch leitfähige Erdmantel würde die Signale aus dem Kern verschleiern, konnten sie mit dieser umfangreichen Datenbasis widerlegen.
Olsen und Mandea konnten zeigen, dass Fluktuationen im Erdkern deutlich schneller passieren, als bisher angenommen – nämlich innerhalb weniger Monate. Sie schlagen vor, ihre Messdaten zu verwenden, zukünftige Modelle des Erdkerns zu justieren, um dessen Wesen besser zu verstehen.

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