Neue wissenschaftliche Entdeckungen deuten auf die Existenz eines einzigartigen ringförmigen Bereichs innerhalb des flüssigen Erdkerns hin, der sich Tausende von Kilometern unter der Oberfläche befindet. Dieser Bereich, der von Wissenschaftlern der Australian National University (ANU) entdeckt wurde, eröffnet neue Einblicke in die Dynamik des Magnetfelds unseres Planeten.

Die Struktur im flüssigen Kern wurde in niedrigen geografischen Breiten entdeckt und ist parallel zum Äquator ausgerichtet. Laut Seismologen der ANU war dieser Bereich bisher nicht beobachtet worden.

Der Erdkern besteht aus zwei Schichten: dem inneren Kern, der fest ist, und dem äußeren Kern, der flüssig ist. Um den Kern herum befindet sich der Mantel. Der neu entdeckte ringförmige Bereich liegt am oberen Ende des äußeren Kerns, wo der flüssige Kern mit dem Mantel in Kontakt kommt.

Der Studienmitautor, Geophysiker der ANU, Professor Hrvoje Tkalčić, erklärte, dass seismische Wellen in dem neu entdeckten Bereich langsamer sind als im Rest des flüssigen äußeren Kerns.

"Diese Struktur ist parallel zur Äquatorialebene ausgerichtet, auf niedrige geografische Breitengrade beschränkt und hat die Form eines Rings", sagte Professor Tkalčić.

"Wir kennen die genaue Dicke dieses Rings nicht, aber wir haben festgestellt, dass er sich mehrere hundert Kilometer unterhalb der Grenze zwischen Kern und Mantel erstreckt."

Die ANU-Wissenschaftler verwendeten nicht die traditionellen Methoden zur Beobachtung von seismischen Wellen, sondern analysierten Ähnlichkeiten zwischen den Wellen viele Stunden nach Beginn des Erdbebens. Dieser Ansatz ermöglichte ihnen eine einzigartige Entdeckung.

"Durch das Studium der Geometrie seismischer Wellen und ihrer Wege durch das Volumen des äußeren Kerns rekonstruierten wir ihre Reisezeiten durch die Erde. So stellten wir fest, dass dieser neu entdeckte Bereich eine niedrige Geschwindigkeit seismischer Wellen aufweist", erklärte Professor Tkalčić.

"Diese besondere Struktur ist bis jetzt verborgen geblieben, da frühere Studien Daten mit geringerem Abdeckungsgrad des Volumens des äußeren Kerns sammelten und Wellen innerhalb einer Stunde nach großen Erdbeben beobachteten.

"Wir haben eine viel bessere Abdeckung des Volumens erreicht, indem wir Wellen untersucht haben, die viele Stunden nach großen Erdbeben reflektiert wurden."

Der Studienmitautor, Dr. Xiaolong Ma, betonte, dass diese Entdeckung neue Einblicke in die Dynamik des Erdmagnetfeldes eröffnet.

"Es gibt noch Geheimnisse über den äußeren Erdkern, die gelöst werden müssen, was multidisziplinäre Anstrengungen aus den Bereichen Seismologie, Mineralphysik, Geomagnetismus und Geodynamik erfordert", sagte Dr. Ma.

Der äußere Erdkern besteht hauptsächlich aus flüssigem Eisen und Nickel, und die intensive Bewegung dieser elektrisch leitfähigen Flüssigkeit erzeugt das Magnetfeld unseres Planeten. Dieses Feld schützt die Erde und ermöglicht das Leben, indem es sie vor schädlichen Sonnenwinden und Strahlung abschirmt.

Wissenschaftler glauben, dass es entscheidend ist, die Zusammensetzung des äußeren Kerns, einschließlich der Anwesenheit leichter chemischer Elemente, zu verstehen, um das Magnetfeld besser zu verstehen und vorherzusagen, wann es schwächer werden oder aufhören könnte zu funktionieren.

"Unsere Ergebnisse sind faszinierend, da diese niedrige Geschwindigkeit seismischer Wellen im flüssigen Kern auf eine hohe Konzentration leichter chemischer Elemente in diesen Regionen hinweist, was die Wellen verlangsamt. Diese leichten Elemente, zusammen mit Temperaturunterschieden, helfen, die Flüssigkeit im äußeren Kern zu mischen", sagte Professor Tkalčić.

"Das Magnetfeld ist ein grundlegendes Element, das notwendig ist, um Leben an der Oberfläche unseres Planeten zu erhalten.

"Die Dynamik des Erdmagnetfeldes ist ein Bereich von großem Interesse für die wissenschaftliche Gemeinschaft, daher könnten unsere Ergebnisse weitere Forschungen zum Magnetfeld sowohl auf der Erde als auch auf anderen Planeten anregen."

Quelle: Australian National University, Canberra