Laut Seismologen der Australian National University (ANU) haben Daten, die von durch Erdbeben verursachten seismischen Wellen erfasst wurden, ein neues Licht auf die tiefsten Teile des Erdinneren geworfen.
Durch die Messung der unterschiedlichen Geschwindigkeiten, mit denen diese Wellen den inneren Kern der Erde durchdringen und durchdringen, glauben die Forscher, dass sie Beweise für eine bestimmte Schicht innerhalb der Erde dokumentiert haben, die als innerster innerer Kern bekannt ist – eine feste „metallische Kugel“, die sich im Zentrum befindet des inneren Kerns.
Vor nicht allzu langer Zeit dachte man, die Struktur der Erde bestehe aus vier verschiedenen Schichten: der Kruste, dem Mantel, dem äußeren Kern und dem inneren Kern. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Naturkommunikation, Bestätigen Sie, dass es eine fünfte Schicht gibt.
„Die Existenz einer inneren Metallkugel innerhalb des inneren Kerns, des innersten inneren Kerns, wurde vor etwa 20 Jahren vermutet. Wir liefern jetzt eine weitere Beweisführung, um die Hypothese zu beweisen“, Dr. Thanh-Son Phạm von der ANU Research School der Erdwissenschaften, sagte.
Professor Hrvoje Tkalčić, ebenfalls von der ANU, sagte, die Untersuchung des tiefen Inneren des Erdkerns könne uns mehr über die Vergangenheit und Entwicklung unseres Planeten verraten.
„Dieser innere Kern ist wie eine Zeitkapsel der Evolutionsgeschichte der Erde – es ist eine versteinerte Aufzeichnung, die als Tor zu den Ereignissen der Vergangenheit unseres Planeten dient. Ereignisse, die sich vor Hunderten von Millionen bis Milliarden Jahren auf der Erde ereignet haben“, sagte er.
Die Forscher analysierten seismische Wellen, die direkt durch den Erdmittelpunkt laufen und auf der gegenüberliegenden Seite des Erdballs „ausspucken“, wo das Erdbeben ausgelöst wurde, auch bekannt als Antipode. Die Wellen wandern dann zurück zum Ursprung des Bebens.
Die ANU-Wissenschaftler beschreiben diesen Vorgang ähnlich wie bei einem hin- und herspringenden Tischtennisball.
„Durch die Entwicklung einer Technik zur Verstärkung der von dicht besiedelten Seismographennetzwerken aufgezeichneten Signale haben wir zum ersten Mal seismische Wellen beobachtet, die bis zu fünf Mal entlang des Erddurchmessers hin und her springen. Frühere Studien haben nur einen einzigen Antipoden dokumentiert abprallen“, sagte Dr. Phạm.
„Die Ergebnisse sind aufregend, weil sie eine neue Möglichkeit bieten, den inneren Kern der Erde und ihre zentralste Region zu untersuchen.“
Eines der von den Wissenschaftlern untersuchten Erdbeben entstand in Alaska. Die von diesem Beben ausgelösten seismischen Wellen „prallten“ irgendwo im Südatlantik ab, bevor sie nach Alaska zurückkehrten.
Die Forscher untersuchten die Anisotropie der Eisen-Nickel-Legierung, aus der das Innere des Erdkerns besteht. Anisotropie wird verwendet, um zu beschreiben, wie sich seismische Wellen durch das Material des Erdinneren beschleunigen oder verlangsamen, je nachdem, in welche Richtung sie sich ausbreiten. Dies könnte durch eine unterschiedliche Anordnung von Eisenatomen bei hohen Temperaturen und Drücken oder eine bevorzugte Ausrichtung wachsender Kristalle verursacht werden.
Sie fanden heraus, dass die abprallenden seismischen Wellen wiederholt Punkte in der Nähe des Erdmittelpunkts aus verschiedenen Winkeln untersuchten. Durch die Analyse der Variation der Laufzeiten seismischer Wellen für verschiedene Erdbeben schließen die Wissenschaftler, dass sich die kristallisierte Struktur innerhalb der innersten Region des inneren Kerns wahrscheinlich von der äußeren Schicht unterscheidet.
Sie sagen, es könnte erklären, warum die Wellen je nach Eintrittswinkel schneller oder langsamer werden, wenn sie in den innersten Kern eindringen.
Laut dem ANU-Team deuten die Ergebnisse darauf hin, dass es irgendwann während der evolutionären Zeitlinie der Erde ein großes globales Ereignis gegeben haben könnte, das zu einer „signifikanten“ Veränderung der Kristallstruktur oder Textur des Erdinneren geführt hat.
„Es gibt noch viele unbeantwortete Fragen über den innersten Kern der Erde, der die Geheimnisse enthalten könnte, um das Mysterium der Entstehung unseres Planeten zusammenzusetzen“, sagte Professor Tkalčić.
Die Forscher analysierten Daten von etwa 200 Erdbeben der Stärke 6 und höher aus dem letzten Jahrzehnt.
Mehr Informationen:
Thanh-Son Phạm, Bis zu fünffach nachhallende Wellen durch das Erdzentrum und deutlich anisotropen innersten inneren Kern, Naturkommunikation (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-36074-2. www.nature.com/articles/s41467-023-36074-2