Der Erdkern besteht zum größten Teil aus Eisenmineralen. Doch ihre Erforschung und die ihrer Kristallstruktur scheiterten bislang an den außerordentlichen Bedingungen, die 5100 Kilometer unter der Erdoberfläche, herrschen. Diese nachzustellen, gelang jetzt einer japanischen Forschergruppe um Shigehiko Tateno.

Eine Reihe von Druckexperimenten zeigte nun, dass das Eisen im Erdinneren eine extrem dicht gepackte Hexagonalstruktur annimmt, also ein regelmäßiges Sechseck als Grundfläche besitzt. Zur Simulation setzte Tateno eine mit einem Laser beheizte Diamantstempelzelle ein, deren Inhalt die Forscher mit synchrotroner Röntgenbeugungsmessung beobachteten. Diese Apparatur ermöglichte es ihnen, zwischen zwei aufeinander ausgerichteten Diamanten extremen Druck auf eine Zelle mit dem darin platzierten Material auszuüben. Durch den transparenten Diamanten hindurch maßen die Forscher dann die sich verändernde Struktur der Eisenkristalle. Erstmals erreichten sie dabei im Labor mit etwa 5000 Grad Celsius und Drücken von rund vier Millionen bar Bedingungen, wie sie im Erdkern herrschen.

Die Erkenntnis über die stabile Packung des Eisens in der dicht gelagerten Hexagonalstruktur könnte nun auch den sich verändernden Verlauf der Longitudinalwellen im Erdkern, und somit den genauen Aufbau des Erdinneren besser erklären. Diese physikalischen Wellen, die sich im Erdinneren durch künstlich erzeugte oder natürlich auftretende Erdbeben ausbreiten, verlaufen im festen Kern entlang der polaren Erdachse um zirka drei Prozent schneller als in Richtung der äquatorialen Achse. Diese Anisotropie im Kern erklärt sich möglicherweise durch Tatenos Forschung, da sich die hexagonalen Eisenkristalle mit ihren langen Achsen parallel zur Rotationsachse der Erde anordnen. (sh)