Bewiesen: Der innerste Kern der Erde ist fest

Über die aufwändige Analyse von Erdbebenwellen bestätigen britische Forscher nun schlüssig, dass sich inmitten unseres Planetens ein fester Eisenblock befindet

Bristol (Großbritannien) - In über 5150 Kilometer Tiefe erstarrt das flüssige Eisen des äußeren Erdkerns zu einem festen Block. Dafür lieferte die dänische Seismologin Inge Lehmann schon 1936 erste Hinweise, doch der schlüssige Beweis folgt erst jetzt. Zwei britische Wissenschaftler untersuchten dazu die Wellen, die sich nach einem starken Erdbeben am 22. Februar in Mosambik quer durch den Globus ausbreiteten. Die Analyse der in Japan aufgezeichneten Erdbebenwellen präsentieren sie nun in der Zeitschrift "Nature".

"Den besten Beweis für einen festen Erdkern würde die Beobachtung von Scherwellen durch ihn darstellen", schreiben James Wookey und George Helffrich vom Department of Earth Sciences der University of Bristol. Und genau dies gelang den beiden Geophysikern mit der aufwändigen Auswertung der stark verrauschten Seismogramme. Nachdem das Mosambik-Beben die Erde mit der Magnitude 7,0 erschüttert hatte, liefen vom Epizentrum so genannte Kompressions- und Scherwellen durch den gesamten Globus. Tausende Kilometer entfernt konnten sie mit den 703 hoch empfindlichen Bohrlochseismometern des japanischen Detektornetzwerks Hi-Net aufgezeichnet werden.

So schwach die Signale auch waren, konnten Wookey und Helffrich aus ihnen schlüssige Beweise für einen festen Erdkern herauslesen. Wichtig ist dazu die Unterscheidung zwischen Kompressions- und Scherwellen im Frequenzbereich zwischen 0,2 und 0,4 Hertz. Beide Wellenarten können sich in festen Körpern ausbreiten, aber nur Kompressionswellen durchdringen auch Flüssigkeiten. Nun zeigten die Seismogramme eindeutig, dass sich inmitten der Erde Scherwellen ausbreiteten. Somit muss hier ein fester Körper existieren.

"Wookey und Helffrich könnten ein neues Fenster in das Dunkel des Erdkerns geöffnet haben. Solche Analysen haben eine großartige Zukunft", beurteilt Kenneth C. Craeger diese jüngsten Ergebnisse. Denn die neue Analyse beweist nicht nur, dass der Erdkern tatsächlich fest ist. Sie lässt auch Schlüsse auf den Aufbau des Erdkerns zu. In Kombination mit Laboruntersuchungen kann so bestimmt werden, wie unter den hohen Drücken im Erdkern flüssiges Eisen zu hexagonalen oder in kubischen Kristallstrukturen erstarrt. Mit weiteren Messungen der Scherwellen-Ausbreitung nach starken Erdbeben kann mit noch genaueren Daten über den kristallinen Aufbau des festen Eisenkerns gerechnet werden.