Tiefer Blick in das Innere der Erde

Erdbeben offenbaren die Kristallstrukturen an der Grenze zwischen Erdkern und Erdmantel

Bristol (Großbritannien) - In etwa 2900 Kilometer Tiefe geht der mächtige Erdmantel in den Erdkern über. Da niemand bis zu dieser Grenzschicht bohren kann, sind Geophysiker für ihre Messungen des Erdaufbaus auf indirekte Methoden angewiesen. Nun gelang es britischen Forschern mit einer Analyse von Erdbebenwellen, ein sehr detailliertes Bild von der Kern-Mantel-Grenze zu gewinnen. Ihre Ergebnisse, die zu einem besseren Verständnis der Erdaktivitäten vom Vulkanismus bis zur Verschiebung der Kontinente führen könnte, veröffentlichen sie in der Zeitschrift "Nature".

"Dieser Teil der Erde ist unglaublich wichtig", sagt Mike Kendall vom Department of Earth Sciences an der University of Bristol. "Denn an der Kern-Mantel-Grenze treffen zwei kollosale, aufgewühlte Maschinen aufeinander." Die Wellen von Erdbeben zeigen an dieser Grenze ein charakteristisches Verhalten, über das auf die Materialien und die Strukturen in dieser unzugänglichen Zone im Erdinneren, von Geophysikern D'' genannt, zurückgeschlossen werden kann. Kendall und Kollegen analysierten nun Geschwindigkeit und Winkel von Scherwellen, die sich nach starken Erdbeben ausbreiten konnten. Mit rund 500 Messstationen in Nord- und Mittelamerika konnten diese teils nur schwer nachweisbaren Wellen aufgezeichnet werden.

Aus diesen Messungen schlossen die Wissenschaftler, dass sich an der Grenzschicht Kristalle aus Magnesiumsilikat - Post-Perowskite - bevorzugt in eine Richtung anordnen. Dieses Ergebnis lässt wiederum Schlüsse auf die gewaltigen Bewegungen der heißen Materialien zwischen Kern und Mantel zu. "Die Messungen der untersten Mantelschichten sind essentiell für das Verständnis der Langzeitentwicklung der Erde", betont Kendall. Daher planen er und sein Team nach der Analyse der erdbebenaktiven Zonen in Amerika vergleichbare Messungen auf anderen Kontinenten.