(Rost-9D/Getty Images) Wenn seismische Wellen durch den Körper unseres Planeten rasen, werden sie scheinen 3 Prozent schneller zu reisen wenn man sich vertikal von Pol zu Pol bewegt, als horizontal von Ost nach West.
Neue Modelle deuten darauf hin, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass der feste Kern der Erde auf der einen Seite, tief unter der indonesischen Bandasee, schneller und auf der anderen Seite, unter Brasilien, langsamer wächst.
Es gab einmal eine Zeit, in der unser Planet keinen festen Kern hatte. Im tiefsten Inneren unseres Planeten befand sich wahrscheinlich eine Masse geschmolzenen Materials seit Milliarden von Jahren bevor flüssiges Eisen in der Mitte abkühlte und erstarrte.
Das bedeutet, dass das Zentrum der Erde ein riesiger, wachsender Cluster aus kristallisiertem Eisen sein könnte, und wenn sich diese Kristalle auf eine bestimmte Weise ausrichten, können sich seismische Wellen wahrscheinlich in bestimmte Richtungen schneller ausbreiten.
Bei der Modellierung, wie diese besondere Ausrichtung zustande gekommen sein könnte, sind Forscher auf eine unerwartete Erklärung gestoßen: Der innere Erdkern wächst schief.
„Das einfachste Modell schien etwas ungewöhnlich – dass der innere Kern asymmetrisch ist“, sagt Der globale Seismologe Daniel Frost von der University of California Berkeley.
„Die Westseite sieht bis zur Mitte anders aus als die Ostseite, nicht nur an der Spitze des inneren Kerns, wie einige vermutet haben.“ „Das können wir nur dadurch erklären, dass die eine Seite schneller wächst als die andere.“
Es ist unmöglich, in den Erdkern vorzudringen, um zu überprüfen, was dort vor sich geht. Daher ist dies ein Forschungsbereich, der zur Debatte anhält. Die Ausbreitung seismischer Wellen und Computersimulationen sind einige der einzigen Möglichkeiten, mit denen wir mögliche Erklärungen dafür testen können, warum unser Planet so entstanden ist, wie er ist.
Mithilfe verschiedener Computermodelle, die die Geodynamik der Erde und die Physik von Eisenmineralien unter hohem Druck und hoher Temperatur berücksichtigen, haben Forscher nun versucht herauszufinden, warum der innere Kern unseres Planeten auf eine so besondere Weise ausgerichtet ist.
Die einfachste Erklärung, die sie fanden, war, dass der Kristallkern unserer Erde am Äquator und insbesondere auf der Ostseite am schnellsten wächst.
„Das entspricht einer Wachstumsrate, die an den Polen um 40 Prozent geringer und am Äquator um 130 Prozent größer ist als im globalen Durchschnitt“, so die Autoren daraus schließen .
„Die Wachstumsrate am Äquator variiert zwischen der östlichen und der westlichen Hemisphäre zwischen 100 und 160 Prozent der globalen Durchschnittsrate.“
Diese asymmetrische Wachstumsrate lässt darauf schließen, dass einige Teile des inneren Erdkerns wärmer, während andere Teile kühler sind, wodurch sich Eisenkristalle schneller bilden können. Die Schwerkraft verteilt dieses überschüssige Wachstum dann gleichmäßig im weichen, aber festen Kern, wodurch die Form insgesamt kugelförmig bleibt und die Kristalle in Richtung Nord- und Südpol getrieben werden.
Letztendlich, so erklären Forscher, ist es diese Bewegung durch die Schwerkraft, die das Kristallgitter des Erdkerns entlang der Rotationsachse unseres Planeten ausrichtet.
Und so war es von Anfang an. Das Modell weist darauf hin, dass diese Art von asymmetrischem Wachstum auftritt, seit das Innere des Planeten zum ersten Mal abkühlt und sich verfestigt, wobei der Radius im Durchschnitt um einen Millimeter pro Jahr zunimmt.
Wenn das Modell korrekt ist und dies der wahren Wachstumsrate entspricht, bedeutet dies, dass der feste innere Kern der Erde ein relativ junges Phänomen ist, das erst vor einer halben bis 1,5 Milliarden Jahren auftrat, wahrscheinlich aber auf der jüngeren Seite.
Das ist verwirrend, denn das Erdmagnetfeld ist mindestens 3 Milliarden Jahre alt und man geht davon aus, dass dieses Feld entsteht, wenn die Wärme aus der Kristallisation von Eisen im inneren Kern geschmolzenes Material im äußeren Kern zum Sieden bringt.
Wenn der Erdkern wirklich so jung ist, könnte das bedeuten, dass das Magnetfeld unseres Planeten nicht immer auf die gleiche Weise erzeugt wurde.
Einige Wissenschaftler haben es zum Beispiel getan empfohlen Das ursprüngliche Magnetfeld war viel schwächer als heute und wurde durch gelöste Lichtelemente erzeugt, die sich am äußeren Rand des inneren Kerns unseres Planeten sammelten.
Erst als diese Elemente zu kristallisieren begannen, wurde das Magnetfeld laut Forschern stärker. Seismische Wellen, die sich im gesamten Kristallkern ausbreiteten, induzierten dann das elektromagnetische Feld, das wir heute kennen.
Selbst aus den Bewegungen winziger Kristalle tief im Kern unseres Planeten können große Kräfte entstehen.
Die Studie wurde veröffentlicht in Naturgeowissenschaften .