Der Erdkern könnte weniger fest sein als gedacht

Ungefähr 2900 Kilometer unter uns, unterhalb des Erdmantels, beginnt der Erdkern, die feste heiße Kugel im Zentrum unseres Planeten, die unter anderem das irdische Magnetfeld erzeugt. Verantwortlich dafür sind Eisenatome, von denen man bisher angenommen hat, dass sie aufgrund des vorherrschenden hohen Drucks in einer sehr festen Struktur angeordnet sind.

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"Etwa wie Butter"

"Seismolog*innen haben aber herausgefunden, dass der innere Kern (ab 5100 km Tiefe) überraschend weich ist, etwa wie Butter", sagt Youjun Zhang von der Universität Sichuan "Wir haben herausgefunden, dass festes Eisen in der Erde überraschend weich wird, weil Atome sich viel mehr bewegen können, als wir jemals angenommen haben. Diese verstärkte Bewegung macht den inneren Erdkern weniger fest und schwächer gegenüber Querkräften."

Zhang ist Teil eines chinesisch-US-amerikanischen Forscher*innenteams, die Experimente mit KI-Berechnungen kombiniert haben, um eine neue Studie zu den Eigenschaften des Erdkerns anzufertigen, die nun im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde. Die University of Texas at Austin und die Universität Sichuan haben die Druckverhältnisse im Erdkern nachgestellt, indem sie Eisenplatten mit besonders schnellen Projektilen beschossen.

Plätze wechseln unter hohem Druck

Die Wirkungen dieses Beschusses haben sie in ein Computermodell übertragen. Mittels KI wurde daraus eine virtuelle "Superzelle" aus rund 30.000 Atomen geformt. Dabei wurde beobachtet, wie Eisenatome innerhalb einer festen hexagonalen Struktur ständig Plätze wechseln und die Position benachbarter Atome einnehmen, die ebenfalls auf Wanderschaft gehen. Man spricht von "kollektiver Bewegung". Laut den Forscher*innen könne das seismische Messergebnisse erklären.

"Wir kennen nun einen fundamentalen Mechanismus. Das wird uns dabei helfen, die dynamischen Prozesse und die Evolution des inneren Erdkerns zu verstehen", ist Jung-Fu Lin von der University of Texas überzeugt.