Aug21

Ohne die Wechselwirkung des festen inneren mit dem flüssigen äusseren Kern gäbe es kein Erdmagnetfeld. Wann der innere Erdkern erstarrte und woraus er neben Eisen und Nickel zusätzlich besteht, blieb Gegenstand von Spekulationen. Soviel ist klar: Würde der Kern ausschliesslich aus Eisen und Nickel bestehen, müsste er viel dichter sein.

Schematischer Aufbau der Erde © Kelvinsong, Wikimedia Commons - CC BY-SA 3.0 

Schematischer Aufbau der Erde © Foto:  KelvinsongCC BY-SA 3.0 

Aus seismischen Messungen nahm man schon länger an, dass der Erdkern zu 85% aus Eisen und 10% aus Nickel besteht. Die restlichen 5 % werden einem leichteren Stoff zugeordnet. Auf Grund dieser Beobachtungen wird ein drittes, leichtes Element postuliert. Möglich sind Kohlenstoff und Silizium oder auch Schwefel, Sauerstoff und Wasserstoff sind denkbar. Weil sich aber Silizium leicht mit Metallen verbindet, gibt man ihm den Vorzug.

Die Experimente von denen hier die Rede sind, bestanden nun darin, Kerne unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen den Hitze- (zwischen 3700 und 6200 ° C ) und Druckverhältnissen (330 Gigapascal oder Dreimillionen Mal den Luftdruck) des Erdkerns auszusetzen und seismische Wellen durch sie zu schicken, um sie mit den realen Werten zu vergleichen. Dies ist ein Weg etwas über den Stoff der rätselhaften 5% zu erfahren. Die Resultate zeigten, dass die verwendeten Mischungen mit dem realen Erdkern übereinstimmten, was darauf hindeutet, dass das fehlende Element gefunden wurde. Die Ergebnisse decken sich auch mit theoretischen Berechnungen und Messungen in Meteoriten.

Dass Kohlenstoff, Wasserstoff oder Schwefel auch eine Rolle spielen könnten, glauben Geophysiker mittlerweile nicht mehr. Nur ein Kandidat ist noch im Rennen: Sauerstoff. Die Ergebnisse der neusten Experimente deuten darauf hin, dass Sauerstoff im Kern wahrscheinlich nicht sehr reichlich vorhanden ist, was einige Wissenschaftler als eine echte Möglichkeit vermutet haben. Um diese Frage endgültig zu klären, sind allerdings noch weitere Experimente nötig.

Die Kenntnis der Materialien, aus denen der Erdkern besteht, bietet eine Möglichkeit, mehr darüber zu erfahren, wie die inneren Teile unseres Planeten vor Milliarden von Jahren aussahen, als der Kern sich von steinigerem Material trennte.

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