Es vergeht kein Tag, an dem die forschenden Geologen nicht auf der Suche nach neuen Erkenntnissen über den Aufbau des Erdinneren sind. Nun haben zwei Studien gezeigt, dass es tief unter unseren Füßen etwas anderes aussieht, als bisher angenommen wurde. Wissenschaftler haben erstaunliche Dinge in rund 2.900 Kilometern Tiefe gefunden.
Was wurde im „Maschinenraum“ im Erdinneren entdeckt?
In der gigantischen Tiefe des Erdbodens macht sich die enorme Hitze des Erdkerns noch sehr deutlich bemerkbar. Selbst hartes Gestein wird in der Glut und den enormen Druckverflüssigt. Es herrschen Verhältnisse wie in einem gewaltigen Dampfkochtopf. Veränderungen, die sich dort ergeben, wirken sich bis zur Erdoberfläche aus. Diese flüssige Schicht sorgt beispielsweise für die Drift der Kontinentalplatten. Und diese wiederum bewirkt die Entstehung und den Untergang von Gebirgen und Ozeanen, was allerdings mit enormen Kräften einher geht, die sich ständig in Form von Erdbeben entladen, wie es gerade eben erst wieder im Osten des Mittelmeers der Fall war.
Schlieren und Schatten liefern weitere Hinweise aus dem Erdinneren
Für die Untersuchungen des Erdinneren wurden seismische Tomografen verwendet. Sie funktionieren ähnlich wie die Ultraschalltechnik, die in der Medizin zu diagnostischen Zwecken zum Einsatz kommt. Die ausgesendeten Wellen werden durch die verschiedenen Dichten des Materials in der Erdkruste sowie an der Schwelle zum Erdkern verändert. Diese Veränderungen wiederum liefern wichtige Hinweise auf die tief unter unseren Füßen anzutreffenden Strukturen. Die Wissenschaftler fanden bei ihren jüngsten Studien Hinweise darauf, dass es in knapp 3.000 Kilometern Tiefe ähnliche Platten geben könnte, wie sie an der Erdoberfläche in Form der tektonischen Platten vorhanden sind. Die gefundenen Strukturen sind teilweise mehrere Tausend Kilometer lang und bis zu 500 Kilometer breit. Die Geologen der in Frankreich beheimateten Université Balise Pascal vermuten nun, dass es sich dabei über die Überreste von Platten von den Böden der Ozeane handeln könnte.
Laboruntersuchungen bestätigen den Verdacht des „Plattenfriedhofs“
Die französischen Geologen arbeiteten bei ihren Studien eng mit den Wissenschaftlern des Postdamer Helmholtz-Zenrums zusammen. Dort wurde Basalt, aus dem die Platten am Boden der Ozeane üblicherweise bestehen, im Labor ähnlichen Bedingungen ausgesetzt, wie sie in 2.900 Kilometern Tiefe herrschen. Auch hier wurde der Basalt angeschmolzen, was die Theorie der Franzosen bestätigen würde. Doch von der Universität Münster kommen Bedenken. Niemand weiß aktuell, ob in dieser Tiefe tatsächlich die Bedingungen herrschen, von denen die Forscher derzeit ausgehen. Bis dato konnten Bohrungen nur bis zu einer Tiefe von zwölf Kilometern erfolgreich durchgeführt werden. Zu den Bedingungen in größeren Tiefen sind deshalb nur hypothetische Annahmen möglich.
Thesen zum Erdinneren teilweise komplett auf den Kopf gestellt
Auch aus dem geologischen Forschungszentrum Schanghai wurden wichtige neue Erkenntnisse zu der Studie beigetragen. In Versuchen unter Laborbedingungen konnten Li Zhang und ihr Team nachweisen, dass es in Tiefen ab 2.200 Kilometern nicht – wie bisher angenommen – größere Mengen an Perowskit geben kann. Diese Verbindung aus Silizium, Magnesium und Eisen würde unter den in diesen Tiefen vorhandenen Druckverhältnissen zerfallen. Als Hilfsmittel für die Laborversuche wurden Hochdruckpressen mit diamantenen Stempeln verwendet. Das Fazit dieser Versuche ist, dass aktuell niemand genau weiß, aus welchem Material die Übergangszone zwischen der Erdkruste und dem Erdkern tatsächlich besteht.
Warum wurde dieser Fakt zum Erdinneren nicht früher entdeckt?
Hier sorgt Quentin Williams für Aufklärung. Der Forscher der kalifornischen Nationaluniversität gibt zu bedenken, dass von dieser Schicht keine signifikante Veränderung bei den Erdbebenwellen ausgeht. Inzwischen wird anhand der gefunden Strukturen in dieser Tiefe sogar angenommen, dass dort die Ursache für die Vulkantätigkeit an der Erdoberfläche zu finden ist. Vor allem in einigen Regionen Südafrikas sowie der Karibik wurden Hinweise auf einen derartigen Zusammenhang gefunden.
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