25.08.2005 · Der innere Kern der Erde rotiert schneller als der Rest unseres Planeten. Dies konnten amerikanische Geophysiker anhand der Analyse des Verlaufs von Erdbebenwellen beweisen.
Von Horst Rademacher
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Die Erde: Besteht wie eine Zwiebel aus mehreren Schalen
Vor knapp zehn Jahren überraschten zwei Geophysiker vom Lamont-Doherty-Observatorium der Columbia University in New York die Fachwelt mit der Behauptung, das Innerste der Erde rotiere schneller als der Rest unseres Planeten.
Im geologisch kurzen Zeitraum von nur 350 Jahren, so hatten Xiaodong Song und Paul Richards bei der Analyse von Erdbebenwellen herausgefunden, würde der innere Erdkern die Erdkruste und den Erdmantel einmal überrundet haben. Diese Behauptung wurde zunächst skeptisch aufgenommen und konnte durch unabhängige Messungen, beispielsweise der Eigenschwingungen der Erde, nicht bestätigt werden.
Die Erde hat einen „inneren Kern“ aus Eisen
Nun haben die beiden Forscher aber weitere Hinweise auf eine eigenständige Rotation des inneren Erdkerns gefunden. Unser Heimatplanet besteht wie eine Zwiebel aus mehreren Schalen. Unter der im Durchschnitt 30 Kilometer dicken Erdkruste befindet sich der Erdmantel, der sich bis in 2.900 Kilometer Tiefe erstreckt. Der Erdkern im Zentrum unseres Planeten ist zweigeteilt.
Innerhalb des zähflüssigen äußeren Kerns, der von der Untergrenze des Erdmantels bis in etwa 5.150 km Tiefe reicht, befindet sich rund um den Erdmittelpunkt (etwa 6.370 Kilometer unter der Erdoberfläche) der sogenannte „innere Kern“ aus festem Eisen. Wegen des dort herrschenden enorm hohen Druckes - er ist etwa dreimillionenmal so hoch wie der Luftdruck an der Erdoberfläche - kommt das Eisen dort in einer hexagonalen Form vor.
Bewegungen des Kerns verursacht Erdbeben
Werden die Kristalle dieses sogenannten Epsilon-Eisens - beispielsweise durch Erdbebenwellen - zum Schwingen angeregt, zeigen sie ein anisotropes Verhalten. Entlang ihrer Hauptachse schwingen sie anders als senkrecht dazu. Deshalb durchlaufen Erdbebenwellen den inneren Erdkern in Ost-West-Richtung langsamer als in Nord-Süd-Richtung, also parallel zur Rotationsachse der Erde.
Wenn sich der innere Erdkern mit einer anderen Geschwindigkeit um sich selbst dreht als der Rest der Erde, dann sollte sich das im Laufe der Jahre in leichten Veränderungen der Laufzeit von Erdbebenwellen entlang der Rotationsachse niederschlagen.
Innerstes der Erde rotiert schneller
In ihrer jüngsten Untersuchung, über die sie heute in der Zeitschrift „Science“ (Bd. 309, S. 1357) berichten, haben Song und Richards solche Unterschiede äußerst präzise vermessen. Sie benutzten dazu die Wellen von Erdbeben, die sich in den vergangenen 35 Jahren unter den Süd-Sandwich-Inseln im Südpolarmeer ereigneten und die von Erdbebenwarten in Alaska aufgezeichnet wurden.
Dabei zeigte sich, daß sich deren Laufzeit in den vergangenen drei Jahrzehnten tatsächlich leicht veränderte. Daraus berechneten die beiden Forscher, daß sich der innere Erdkern pro Jahr um 0,3 bis 0,5 Grad weiter dreht als der übrige Planet. Demnach hätte der innere Kern gegenüber der Erdoberfläche innerhalb von 720 bis 900 Jahren einen ganzen Tag gewonnen.
Die bisher genaueste Messung dieser „differentiellen Rotation“ der Erde zeigt, daß es zwischen äußerem und inneren Kern eine flexible Grenzschicht geben muß. Die Ursache für die schnellere Rotation des Innersten unseres Planeten ist noch nicht bekannt. Sie wird aber wahrscheinlich auf das im äußeren Erdkern entstehende Magnetfeld zurückzuführen sein.
