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EU-finanzierte Studie: Innerer Erdkern bewegt sich viel langsamer als bisher angenommen

Eine neue EU-finanzierte Forschung bietet der Welt eine genaue Schätzung der Geschwindigkeit, in der sich der Kern der Erde dreht, und das ist weit langsamer als bisher angenommen. Dennoch dreht sich der Kern nach wie vor schneller als der Rest des Planeten. Diese in der Fachz...

Eine neue EU-finanzierte Forschung bietet der Welt eine genaue Schätzung der Geschwindigkeit, in der sich der Kern der Erde dreht, und das ist weit langsamer als bisher angenommen. Dennoch dreht sich der Kern nach wie vor schneller als der Rest des Planeten. Diese in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlichten Erkenntnisse stammen aus dem Projekt EARTH CORE STRUCTURE ("Thermal and compositional state of the Earth's inner core from seismic free oscillations"), das unter dem Siebten Rahmenprogramm (RP7) eine Finanzhilfe des Europäischer Forschungsrats (ERC) in Höhe von 1,2 Mio. EUR erhalten hat. Mit diesen Informationen können die Werte korrigiert werden, die üblicherweise in Modellen verwendet werden; bisher wurde von einer deutlich schnelleren Bewegung des Kerns ausgegangen. Wenn die Modelle auf falschen Annahmen beruhen, müssten alle bisherigen Berechnungen auf Grundlage dieser neuen Kenntnisse und Daten korrigiert werden. Nach Ansicht der Forscher von der Universität Cambridge im Vereinigten Königreich lagen die bisherigen Schätzungen, nach denen sich der Kern um ein Grad pro Jahr schneller bewegt als der Rest des Planeten, deutlich daneben. Die neuen Daten zeigen, dass sich der Kern tatsächlich nur rund ein Grad pro eine Millionen Jahre schneller bewegt. Das Team berechnete die Rotationsgeschwindigkeit anhand der Verschiebung der Kerngrenzen sowie der Wachstumsrate des inneren Kerns. Die Leiterin der Studie Lauren Waszek, Doktorandin an der Abteilung für Geowissenschaften in Cambridge, erklärt: "Die schnellere Rotationsgeschwindigkeit ist nicht mit den beobachteten Hemisphären im inneren Kern vereinbar, weil die Unterschiede so nicht genügend Zeit hätten, sich in die Struktur einzuprägen. Das war bisher ein großes Problem, weil diese beiden Merkmale nicht gleichzeitig existieren können. Wir haben die Rotationsraten von der Entwicklung der hemisphärischen Struktur abgeleitet und somit ist unsere Studie die erste, in der Hemisphäre und Rotation absolut kompatibel sind." Den Wissenschaftlern ist bekannt, dass der innere Kern durch Ablagerung und Erstarrung des flüssigen Materials aus dem äußeren Kern auf seiner Oberfläche entsteht. Wenn dies geschieht, so die Wissenschaftler, prägt sich der Unterschied der Geschwindigkeiten zwischen der Ost- und der Westhemisphäre in die Struktur des inneren Kerns ein. Mithilfe seismischer Wellen, die durch den inneren Kern laufen, bewerteten die Forscher den Unterschied zwischen der Zeit, die diese Wellen für diesen Weg brauchen mit Wellen, die von der Oberfläche des inneren Kerns des Planeten reflektiert wurden. Dadurch konnten sie die Struktur der obersten 90 Kilometer des inneren Kerns bestimmen. Anhand dieser Informationen ermittelten sie die Geschwindigkeit der Ost- und Westhemisphäre des inneren Kerns. "Der feste Kern wurde erstmals durch die Beobachtung von PKiKP entdeckt, einer seismischen Welle, die durch den Mantel und den äußeren Kern dringt, bevor sie von der scharfen Begrenzung des inneren Kerns reflektiert wird", schreiben die Autoren. Der innere Kern besteht hauptsächlich aus Eisen und verdankt sein Wachstum der Erstarrung des Materials des äußeren Kerns auf der Oberfläche des inneren Kerns, wenn der Planet abkühlt. Dadurch entsteht eine ältere, tiefere Struktur. "Zwar ist die thermische Geschichte des inneren Kerns umstritten, die äußerste Struktur jedoch resultiert aus Prozessen in der jüngsten Vergangenheit, von denen wir bereits sehr viel wissen", schreiben die Forscher. "Die daraus folgende Zeit-Tiefe-Abweichung in der äußeren Schicht des inneren Kerns ist der Schlüssel zu jeder sich verändernden Umgebung in der Grenzregion des inneren Kerns und wird mit der Super-Rotation des inneren Kerns in Verbindung gebracht." Obwohl der innere Kern 5.200 Kilometer unter der Erdoberfläche liegt, hat er einen erheblichen Einfluss auf die Oberfläche des Planeten. Die bei der Erstarrung freiwerdende Wärme - wenn der innere Kern wächst - treibt die Konvektionsströmungen im flüssigen äußeren Kern an. Diese Konvektion verursacht das Erdmagnetfeld, welches uns vor Solarstrahlen schützt und das Leben auf der Erde ermöglicht. "Dieses Ergebnis ist die erste Beobachtung einer so langsamen Rotationsgeschwindigkeit des inneren Kerns", sagte Waszek. "Es liefert somit einen bestätigten Wert, der nun in Simulationen der Konvektionsströmungen im flüssigen äußeren Kern eingesetzt werden kann und uns so weitere Einblicke in die Entwicklung unseres magnetischen Feldes gibt."Für weitere Informationen: Europäischer Forschungsrat: http://erc.europa.eu/ Das Datenblatt zum Projekt EARTH CORE STRUCTURE bei CORDIS finden Sie hier Universität Cambridge: http://www.cam.ac.uk/ Nature Geoscience: http://www.nature.com/ngeo/index.html