Hier lassen sich Primär- und Sekundärwellen unterscheiden. Die schnelleren Primär- oder P-Wellen komprimieren die Gesteine, während die langsameren Sekundär- oder S-Wellen den Untergrund in transversale Schwingungen versetzen. Diese S-Wellen führen zu Scherbewegungen und können sich deshalb in flüssigen Medien nicht fortpflanzen. Aus diesem Grund ist deren Verschwinden im äußeren Erdkern der Beweis für dessen flüssigen Zustand.

Die Fortpflanzung aller Erdbebenwellen gehorcht den gleichen Gesetzen, wie sie auch in optischen und akustischen Medien gültig sind: Sie ändern ihre Geschwindigkeit, werden reflektiert oder gestreut - Eigenschaften, die sich Geophysiker seit Jahrzehnten zunutze machen, um das Innere der Erde zu erforschen.

So auch Sebastian Rost und Justin Revenaugh von University of California in Santa Cruz. Sie untersuchten Erdbebenwellen, die als S-Wellen von Erdbeben im Umfeld der Südseeinseln Tonga und Fidschi stammten, an der Grenze zum flüssigen Erdkern aber zu P-Wellen konvertierten und reflektierten, sodass sie schließlich ein Seismographen-Netzwerk im Norden Australiens erreichten. Die Qualität dieser Daten war so gut, dass die Forscher damit endlich nachweisen können, was bereits seit einer Weile spekuliert wird - nämlich dass der äußere Erdkern auch außen erstarrt.

Rost und Revenaugh stießen gleich unterhalb des Erdmantels im äußeren Kern auf einen festen Flecken, so groß wie eine Kleinstadt und rund 150 Meter dick. Schon seit einiger Zeit hatten Forscher den Verdacht, dass es dort solche erstarrten Zonen gibt, denn gewisse Eigenschaften der Nutation - das sind bestimmte periodische Schwankungen der Erdachse -, deuteten auf so eine ungleiche Dichteverteilung im Bereich der Mantel-Kern-Grenze hin.

Wie es dazu kommt, darüber gehen die Meinungen auseinander. So könnte es chemische Wechselwirkungen zwischen Kern und Mantel geben, die zur Bildung von Mineralen mittlerer Dichte führen - die also nicht zum festen inneren Erdkern absinken.

Für Rost und Revenaugh hängt dies hingegen mit der Abkühlung des Erdkerns zusammen, der ja aus besagtem flüssigen äußeren Kern besteht und einem festen inneren. Nachdem die Erde entstand und sich die chemischen Bestandteile trennten, sanken die schweren Metalle zum Erdmittelpunkt, während die silikatischen Verbindungen ihrer Dichte entsprechend den Erdmantel und schließlich die Erdkruste aufbauten.

Infolge der Abkühlung des Erdkerns kristallisiert immer mehr Eisen aus und bildet auf diese Weise den nach und nach wachsenden festen inneren Kern. Gleichzeitig reichern sich im flüssigen äußeren Kern die leichteren Elemente an, und zwar offenbar so weit, dass sie hier und da kristallisieren. Weil sie leichter sind als die flüssige, vornehmlich eiserne Umgebung, steigen die Kristalle auf und sammeln sich an der Unterseite des festen Erdmantels.

Die Erdbebenwellen bilden den Bereich mit derart hoher Auflösung ab, dass die Forscher sogar sehen konnten, wie sich die Kristalle in den Unebenheiten der Mantelunterseite fingen. Diese Unterseite des Erdmantels ist womöglich von "Bergen" und Tälern" durchsetzt. Die aufsteigenden, leichteren Kristalle sammelten sich hier dann ähnlich wie Luftblasen am Grubendach einer wassergefüllten Höhle.

Mit dieser Entdeckung werden nicht nur gewisse Eigenschaften der Nutation plausibel, sie könnte auch helfen, die gigantischen Umwälzungen im Erdkern zu verstehen, die, einem Dynamo gleich, das irdische Magnetfeld erzeugen. Selbst die so genannten Mantel-Plumes - aufsteigende Magmen aus großer Tiefe, wie sie beispielsweise unter Hawaii zu finden sind - könnten von solchen Prozessen im Erdkern bestimmt sein.