Der Erdkern ist undicht – Metalle aus der flüssigen Eisenlegierung gelangen über vulkanische Hotspots bis an die Erdoberfläche. Zu diesem Schluss kommt eine Arbeitsgruppe um Nils Messling von der Georg-August-Universität Göttingen anhand von verschiedenen Isotopen des Rutheniums in Gestein von Hotspot-Vulkanen. Wie das Forschungsteam jetzt in der Fachzeitschrift »Nature« berichtet, enthält dieses mehr Ruthenium-100 und Ruthenium-102 als Vulkangestein aus dem oberen Mantel. Die beiden Isotope sind auch im Erdkern angereichert. Der Ruthenium-Fingerabdruck legt nahe, dass das Magma der Hotspot-Vulkane an der Grenze zum Erdkern entsteht und Metalle aus diesem aufnimmt. Solche Vulkane, zu denen jene der Hawaii-Inseln gehören, bilden eine Art Metall-Pipeline aus dem Erdkern, die neben Ruthenium auch andere im Kern angereicherte Elemente wie Gold, Platin und Osmium liefert.

Hotspot-Vulkane gehen auf so genannte Mantelplumes zurück. Solche heißen Gesteinsmassen steigen durch den Erdmantel auf, schmelzen durch den sinkenden Druck teilweise und erzeugen Vulkanketten wie jene der Hawaii-Inseln. Anders als die Vulkane an Plattengrenzen, zum Beispiel die der Anden, Japans oder Südeuropas, enthalten sie Material aus sehr großer Tiefe. Fachleute vermuten schon lange, dass ihr Magma von der Grenze zum Erdkern selbst stammt. Das nachzuweisen, ist jedoch schwer. Eine Möglichkeit dazu bietet die Gruppe der hochgradig siderophilen Elemente. Dazu zählen Metalle wie Gold, Platin, Palladium oder eben Ruthenium. Sie lösen sich gut in Eisen und sind deswegen bei der Entstehung der Erde fast vollständig im Erdkern verschwunden. Spätere Meteoriteneinschläge lieferten nur noch eine geringe Menge dieser Metalle in Kruste und Erdmantel. Deswegen ist Gold rar und teuer.

Einige Elemente, darunter Ruthenium, haben in Meteoriten jedoch eine andere Isotopenverteilung als im ursprünglichen Material des Sonnensystems. Da spätere Einschläge nicht mehr zum Erdkern durchdrangen, unterscheiden sich nun die Isotope in Kern und Mantel. Im Fall von Ruthenium enthält der Erdkern relativ zu Ruthenium-101 mehr Ruthenium-100 und Ruthenium-102. Diesen Fingerabdruck wies das Team um Messling nun in Hotspot-Gesteinen Hawaiis und der Arktis nach. Die Vulkane der Eifel und aus dem Rheinischen Schiefergebirge dagegen zeigen den Ruthenium-Fingerabdruck des Erdmantels. Noch nicht ganz klar ist, wie der flüssige äußere Kern die beiden sehr gut löslichen Ruthenium-Isotope verliert. Am wahrscheinlichsten ist, dass schlicht etwas flüssiges Kernmaterial in das Gestein des Hotspots gelangt, vermutet die Arbeitsgruppe. Es gebe aber noch andere Möglichkeiten, zum Beispiel dass der Erdkern eine Art Kruste aus Metalloxiden hat, die sich im Gestein löst.