Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Geophysik: Das Kernproblem der Erde

Messungen der Wärmeleitfähigkeit von Eisen bei extremen Drücken und Temperaturen werfen ein neues Licht auf die Eigenschaften des Erdkerns – und auf seine Vergangenheit.
Struktur des Erdkerns

Ein wenig funktioniert der Erdkern wie ein Nachtspeicherofen: Kristallisiert das flüssige Eisen aus dem riesigen äußeren Erdkern und reichert sich im festen inneren Teil an, wird Energie frei. Sie erwärmt unseren Planeten und wirkt so dem langsamen Auskühlen im eisigen Weltall entgegen. Eine weitere Konsequenz der inneren Dynamik ist das magnetische Feld der Erde. Es entsteht durch Konvektionsvorgänge im äußeren Erdkern. Wie viel Energie dafür zur Verfügung steht, hängt entscheidend davon ab, wie gut das Erdinnere die Wärme direkt leitet und bis in den Erdmantel überträgt.

2012 lieferten numerische Simulationen dieser Vorgänge sehr hohe theoretische Werte für die Leitfähigkeit vom flüssigen Eisen im äußeren Kern. In dieser Region würde die Hitze also schnell nach außen transportiert. Das löste eine große Kontroverse aus, denn es hätte zur Folge, dass alle bis dahin akzeptierten Modelle für die Entstehung und das Verhalten des irdischen Magnetfelds falsch wären. Der daran beteiligte feste Erdkern wäre weniger als eine Milliarde Jahre alt und damit wesentlich jünger, als man annahm. Nun präsentierten zwei Forschergruppen um Kenji Ohta vom Tokyo Institute of Technology und Zuzana Konôpková vom Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg Ergebnisse von Experimenten, bei denen sie das Verhalten von heißem Eisen unter solch extremen Bedingungen erstmals direkt untersuchten. Beide Forscherteams haben die Gültigkeit der 2012 simulierten Werte mit unterschiedlichen Methoden überprüft – und erhielten verschiedene Resultate.

Die zwei Gruppen verwendeten so genannte Diamantstempelzellen, mit denen sich äußerst hohe Drücke erreichen lassen, sowie Laserstrahlen, mit denen sie ihre Proben zusätzlich erhitzten. So stellten sie die Verhältnisse im Erdkern nach. Hier enden die Ähnlichkeiten allerdings bereits. ...

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Wie ich atme, so fühle ich

Ganz unbemerkt atmen wir täglich zirka 20.000-mal ein und wieder aus. Dabei ist das, was währenddessen in unserem Körper passiert, alles andere als banal. Und wird sogar von unserem Gemüt beeinflusst. Lesen Sie in der aktuellen »Woche«, wie die Teamarbeit von Hirn und Lunge gelingt.

Spektrum Kompakt – Die Kelten - Krieger und Künstler

Pyrene - eine Handelsstadt an der Donau, die in der Antike sogar in Griechenland bekannt war: Wo heute die Heuneburg liegt, war wohl einst das Zentrum einer Hochkultur. Die Kelten waren gefürchtete Krieger und angebliche Barbaren; doch auch Kunsthandwerker mit Fürstinnen und Fürsten an ihrer Spitze.

Spektrum - Die Woche – Die Scham ums Haar

Vor etwa 100 Jahren begann der Kampf gegen weibliches Körperhaar. Sogar ein medizinischer Begriff wurde für Behaarung, die nicht den Schönheitsidealen entsprach, eingeführt. Die Kulturgeschichte der Körperbehaarung ist Thema der aktuellen »Woche«. Außerdem: neue Erkenntnisse aus der Schlafforschung.

  • Quellen

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.