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Science
06/13/2020

Forscher entdecken unbekannte Strukturen tief in der Erde

Die Anomalien sind in 2.900 Kilometer Tiefe und sind bis zu 1.000 Kilometer lang.

Die Erforschung des Weltalls kann neue Erkenntnisse zu unserem eigenen Planeten bringen. Mit einem Algorithmus, der Muster in Sternen erkennen soll, konnte eine faszinierende Entdeckung gemacht werden – tief in der Erde.

So haben Wissenschaftler unbekannte Strukturen entdeckt. Ihre Ergebnisse haben sie in einer Studie veröffentlicht.

Diese Strukturen befinden sich in 2.900 Kilometern Tiefe. Sie sind an der Grenze zwischen dem flüssigen Erdkern und dem Unteren Mantel. Bisher wissen die Wissenschaftler nur, dass die Strukturen heiß sind und eine hohe Dichte aufweisen. Es könnte sich dabei um flüssiges Magma, geschmolzenes Eisen aus dem Erdkern oder etwas ganz anderem handeln.

ULVZs

Die Forscher bezeichnen diese Strukturen als Ultra Low Velocity Zones (ULVZs). Der Name führt auf die Methode zurück, wie sie aufgespürt wurden.

Bei Erdbeben entstehen seismische Wellen: P-Wellen (primär) und S-Wellen (sekundär). Die S-Wellen sind langsamer und folgen meist den P-Wellen nach einem Erdbeben. Die S-Wellen laufen entlang der Grenze zwischen dem Erdkern und dem Unterem Mantel. Treffen sie auf ein ULVZs entsteht eine Echo-ähnliche Signatur.

Sternen-Algorithmus

Jetzt müssten die Wissenschaftler etliche Erdbeben abwarten, um dann nach dieser Signatur Ausschau zu halten. Stattdessen haben sie bereits vorhandene Datensätze genutzt und mit der Weltraumforschung kombiniert.

Dazu haben sie den Algorithmus „The Sequencer“ genutzt. Dieser dient eigentlich Astromomen dazu, in großen Datensätzen Muster in den Sternen zu erkennen. Mit ein paar Modifikationen konnte dieser angepasst werden, um seismische Daten zu verarbeiten.

Die Forscher haben den Sequencer mit 7.000 Seismogrammen aus 30 Jahren Aufzeichnung gefüttert. Damit konnten sie nicht nur bereits zuvor ausgemachte ULVZs bestätigen, sondern auch völlig neue entdecken.

Bis zu 1.000 Kilometer groß

Bisher ausgemachte ULVZs hatten einen Durchmesser von etwa 100 Kilometer. Mit der aktuellen Studie wurden 2 riesige Strukturen entdeckt, die die Forscher Mega-ULVZs nennen.

Diese erstrecken sich auf einen Bereich von 1.000 Kilometer und mehr. Eine befindet sich unter Hawaii. Hier wurde bereits zuvor eine ULVZ entdeckt, allerdings wurde jetzt erst klar, wie riesig diese ist. Die zweite Mega-ULVZ ist unter den Marquesas-Inseln.

Urgestein

Die Mega-ULVZs sind für die Forscher besonders spannend. Eine Theorie ist, dass sie exotische Materialen enthalten, aus einer Zeit, in der die Erde noch keinen Mond hatte.

Bisher geht man davon aus, dass die Erde vor über 4 Milliarden Jahren von einem Objekt in der Größe des Mars getroffen wurde. Aus diesem Crash hat sich der Mond geformt. Durch die Kollision wurde auch das Gestein der Erde und des anderen Objekts für immer vermischt.

Wenn die Mega-ULVZs tatsächlich so alt sind wie vermutet, könnten sie unberührt sein und geochemische Signaturen enthalten, die von der „Ur-Erde“ stammen. Einfach mal eine Probe entnehmen, ist aufgrund der Tiefe von 2.900 Kilometern nicht möglich.

Hochauflösende Karte

Die Forscher wollen nun die Methode weiterentwickeln, um eine hochauflösende Karte des Erdinneren zu erstellen. Damit könnten dann etwa Berechnungen und Simulation angestellt werden, die neue Erkenntnisse liefern, wie die ULVZs entstanden sind und was sie eigentlich sind.

Das könnte helfen besser zu verstehen, wie unsere Erde gebildet wurde. Diese Erkenntnisse können dann wiederum angewandt werden, um im Weltraum nach erdähnlichen und damit potenziell bewohnbaren Planeten zu suchen.

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