Die Chemie im Zentrum unseres Planeten ist den Wissenschaftlern jahrhundertelang verborgen geblieben. Doch neue Forschungen der Arizona State University haben Licht auf diese mysteriösen inneren Prozesse geworfen und legen nahe, dass der äußere Kern der Erde dynamischer sein könnte, als wir einst dachten.
Unser Planet besteht aus vier verschiedenen Schichten: dem inneren und äußeren Kern, dem Mantel und an der Oberfläche der Kruste. Die dickste Schicht – der Erdmantel – beginnt etwa 30 Kilometer unter der Oberfläche und erstreckt sich über 3.000 Kilometer und macht laut Angaben 84 Prozent des Erdvolumens aus National Geographic. Es besteht größtenteils aus Silikaten – einer Reihe von Gesteinen, deren Struktur Silizium und Sauerstoff enthält.
Zwischen dem Mantel und dem äußeren Kern, fast 3.000 Kilometer tief, befindet sich eine dünne Schicht, die als E-Primärschicht bekannt ist und die Grenze zwischen den Silikatgesteinen des Erdmantels und dem geschmolzenen Metall im Erdkern markiert.
„Seit Jahren glaubt man, dass der Materialaustausch zwischen Erdkern und Erdmantel gering ist“, sagte Dan Shim, Professor für Geowissenschaften an der Arizona State University, in einer Erklärung. „Unsere jüngsten Hochdruckexperimente zeigen jedoch eine andere Geschichte.“
Gemeinsam mit Kollegen von der Yonsei University in Südkorea, der Advanced Photon Source am Argonne National Laboratory in Illinois und dem Deutschen Elektronen-Synchrotron in Deutschland untersuchten Shim und sein Team das Verhalten zweier Schlüsselkomponenten des Mantels und des äußeren Kerns bei extremen Temperaturen und Druck, um die Bedingungen der Kern-Mantel-Grenze nachzuahmen.
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift veröffentlicht Naturgeowissenschaften am 13.11.
„Wir haben herausgefunden, dass Wasser, wenn es die Kern-Mantel-Grenze erreicht, mit Silizium im Kern reagiert und Siliziumdioxid bildet“, sagte Shim. „Diese Entdeckung weist zusammen mit unserer früheren Beobachtung der Bildung von Diamanten aus Wasser, das unter extremem Druck mit Kohlenstoff in Eisenflüssigkeit reagiert, auf eine weitaus dynamischere Kern-Mantel-Wechselwirkung hin, was auf einen erheblichen Materialaustausch hindeutet.“
Diese Erkenntnisse stellen einen wichtigen Fortschritt in unserem Verständnis der inneren Prozesse der Erde dar und legen nahe, dass der globale Wasserkreislauf viel tiefer geht als bisher angenommen.
Die Ergebnisse kommen nur wenige Monate, nachdem Physiker an der University of Texas in Austin den „heiligen Gral“ der Geophysik gefunden hatten, indem sie ein Miniaturmodell der Dynamik der Eisenatome im inneren Erdkern nachbildeten.
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