Kern im inneren Kern

Canberra (Australien) - In rund 2900 Kilometern Tiefe beginnt der Bereich des flüssigen Erdkerns. In diesem befindet sich wiederum ein fester Kern ab etwa 5100 Kilometer Tiefe bis zum Erdmittelpunkt. Doch in diesem inneren Erdkern, der hauptsächlich aus Eisen und zu einem Fünftel aus Nickel besteht, könnte sich nun ein bisher unentdeckter, innerster Kern aus Eisen befinden. Zu diesem Schluss kommen australische Geophysiker nach neuen Analysen seismischer Daten, die nach schweren Erdbeben an der Oberfläche aufgezeichnet wurden. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift „Nature Communications“.

Da Bohrungen mit gerade mal zehn bis zwölf Kilometern Tiefe nur in die oberste Kruste der Erde reichen, müssen Geophysiker für einen tieferen Einblick in den Aufbau der Erde indirekte Messmethoden nutzen. Dazu zählt die Untersuchung der Ausbreitung von Kompressionswellen nach einem starken Erdbeben. Diese seismischen Wellen werden an den Grenzen der verschiedenen Erdschichten teils gebrochen und teils reflektiert. Gelangen sie nach ihrer Reise durch den Erdkörper wieder an die Oberfläche, können diese Wellen mit hoch empfindlichen Messgeräten aufgezeichnet werden.

Thanh-Son Phạm und seine Kollegen von der Australian National University in Canberra untersuchten nun starke Erdbeben der vergangenen zehn Jahre genauer. Ihre Analyse konzentrierten sie auf ein Beben der Stärke 7,9, das am 22. Januar 2017 die Region der Salomon-Inseln im Pazifik erschütterte. Der Grund: Die von dem Beben erzeugten Kompressionswellen breiteten sich durch den gesamten Erdkörper, einschließlich der inneren Zone des inneren Erdkerns aus. Zudem wurden diese Wellen danach auf der gegenüber liegenden Nordhalbkugel von einem engmaschigen Netzwerk zahlreicher Messstationen auf dem nordamerikanischen Kontinent aufgezeichnet.

Die zahlreichen verfügbaren Seismogramme analysierten die Geophysiker mit ausgeklügelten Auswertungsmethoden genauer. So konnten sie selbst winzige Hinweise auf mögliche Grenzen im inneren, festen Erdkern aufspüren. Diese Analyse zeigte, dass im inneren Erdkern ein weiterer innerster, ebenfalls fester Kern mit etwa 1300 Kilometer Durchmesser vorliegen könnte. Die Seismogramme offenbarten auch die wechselnden Geschwindigkeiten der Wellen, die jeweils als Maßstab für die unterschiedliche Dichte der durchlaufenden Erdschichten dienen. Aus dieser Dichtebestimmung folgerten sie, dass der neu gefundene, innerste Erdkern wahrscheinlich aus reinem Eisen besteht.

Diese Studie legt nahe, dass der Aufbau der Erde noch etwas komplizierter ist als bisher angenommen. Solche Detailanalysen geben zudem Hinweise, wie sich die Erde vor gut 4,5 Milliarden Jahren gebildet hatte. Bevor aber die Existenz des innersten Erdkerns in Schulbücher übernommen wird, müssten weitere Untersuchungen die Ergebnisse der australischen Geophysiker bestätigen.