Seismische Wellen helfen Wissenschaftlern, das wortwörtlich tiefste Geheimnis der Welt zu ergründen: den inneren Kern des Planeten. Dank einer neuen Anwendung einer Erdbeben registrierenden Technologie hat ein Forschungsteam der University of Illinois mit Kollegen der Nanjing University (China) festgestellt, dass der innere Kern der Erde selbst einen inneren Kern besitzt. Dieser hat überraschende Eigenschaften und könnte Informationen über unseren Planeten offenbaren.
Das Team unter Leitung von Xiaodong Song, einem Professor für Geologie an der University of Illinois in Champaign, und dem gastierenden Postdoktoranden Tao Wang veröffentlichte seine Arbeit am 9. Februar 2015 im Journal Nature Geoscience. „Obwohl der innere Kern klein ist – kleiner als der Mond – zeigt er einige wirklich interessante Eigenschaften“, sagte Song. „Er könnte uns verraten, wie unser Planet entstand, seine Geschichte und andere dynamische Prozesse der Erde. Er prägt unser Wissen darüber, was tief in der Erde vor sich geht.“
Wissenschaftler nutzen seismische Wellen von Erdbeben, um unter die Oberfläche des Planeten zu blicken, ähnlich wie Ärzte Ultraschall verwenden, um in Patienten hineinzusehen. Das Team nutzte eine Technologie, welche die Daten nicht aus dem anfänglichen Stoß eines Erdbebens sammelt, sondern aus den Wellen, die die Nachwirkungen des Erdbebens auslösen. Das Erdbeben ist wie ein Hammer, der eine Glocke trifft: So wie der Zuhörer den klaren Ton nach dem Glockenschlag hört, so registrieren seismische Sensoren ein kohärentes Signal in den Nachwirkungen des Erdbebens.
„Es stellte sich heraus, dass das von der Technologie verstärkte kohärente Signal klarer ist als der Glockenschlag selbst“, sagte Song. „Die grundlegende Theorie dieser Methode gibt es seit einer Weile und man hat sie für andere Untersuchungen nahe der Oberfläche verwendet. Aber wir blicken bis ins Zentrum der Erde.“ Der Blick in den Kern offenbarte eine Überraschung im Zentrum des Planeten – wenn auch keine Überraschung der Art, wie sie sich der Schriftsteller Jules Verne vorstellte.
Der innere Kern, der einst für eine Kugel aus festem Eisen gehalten wurde, zeigt einige komplexe strukturelle Eigenschaften. Das Team fand einen unterscheidbaren inneren inneren Kern, der etwa den halben Durchmesser des gesamten inneren Kerns aufweist. Die Eisenkristalle in der äußeren Schicht des inneren Kerns sind in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet. Im inneren inneren Kern weisen die Eisenkristalle allerdings grob in Ost-West-Richtung (siehe Bild).
Die Eisenkristalle im inneren inneren Kern sind nicht nur anders ausgerichtet, sie verhalten sich auch anders als ihre Pendants im äußeren Bereich des inneren Kerns. Das bedeutet, dass der innere innere Kern aus einer anderen Art von Kristallen bestehen könnte oder aus einer anderen Phase.
„Die Tatsache, dass wir zwei Regionen haben, die sich voneinander unterscheiden, könnte uns etwas darüber verraten, wie sich der innere Kern entwickelt hat“, sagte Song. „Beispielsweise könnte der innere Kern im Verlauf der Erdgeschichte eine dramatische Veränderung in seiner deformierenden Umgebung erfahren haben. Es könnte den Schlüssel zur Entwicklung des Planeten enthalten. Wir stehen wortwörtlich im Mittelpunkt – im Mittelpunkt der Erde.“
Die U.S. National Science Foundation und die National Science Foundation of China unterstützten diese Forschungsarbeit.
Quelle: http://news.illinois.edu/news/15/0209innercore_XiaodongSong.html
(THK)
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