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Seismik: Erdkern rotiert schneller als Erdkruste

Der feste innere Kern der Erde bewegt sich pro Jahr im Vergleich um 0,3 bis 0,5 Grad schneller um die Erdachse als die Kruste und der Erdmantel unseres Planeten.

Damit beenden Geologen um Jian Zhang von der amerikanischen Columbia-Universität wohl einen neunjährigen Streit unter Wissenschaftlern, ob derartige Unterschiede überhaupt nach menschlichen Maßstäben messbar sind. Den Nachweis erbrachten sie durch den Abgleich so genannter Wellenform-Dubletten. Sie werden ausgelöst durch Erdbeben, die mindestens zweimal an fast identischen Epizentren auftreten und immer an derselben seismischen Messstation aufgezeichnet werden. Ein derartiges Ereignis fand etwa im September 2003 nahe der Süd-Sandwichinseln im Südatlantik statt und wurde von einem Seismografen in Alaska registriert: Beben- und Messort waren nahezu die gleichen wie bei einer derartigen Erschütterung im Dezember 1993.

Durch einen Abgleich der jeweiligen Zeiten zwischen dem Beben und dem Eintreffen der seismischen Wellen an den Messgeräten konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Schwingungen, die durch den inneren Kern reisten, 2003 um eine Zehntelsekunde schneller waren als jene von 1993. Zudem war ihr Wellenmuster deutlich verändert. Wellen durch Mantel und äußeren Kern dagegen zeigten keine derartigen Differenzen. Analysen von 17 weiteren Dubletten aus den Jahren 1961 bis 2004 erhärteten diese Ergebnisse noch zusätzlich: Je länger die Bebenereignisse zeitlich auseinander lagen, desto stärker unterschieden sich die Reisezeiten ihrer Wellen durch den Erdkern.

Nun schließen Zhang und seine Kollegen daraus, dass höhere Geschwindigkeiten erlaubende Bestandteile des Erdkerns nun auf dem Weg der seismischen Wellen liegen, während die zuvor verzögernden Bereiche sich jetzt außerhalb dieser Strecke befinden. Folglich muss der innere Kern sich schneller drehen als die Bereiche um ihn herum.

Angetrieben wird er nach den Vermutungen der Forscher durch elektromagnetische Rückkopplungen zwischen dem inneren und dem äußeren Kern. Das im flüssigen äußeren Kern erzeugte Magnetfeld breitet sich auch in den inneren, festen Bereich aus, wo es eine Art elektrischen Strom erzeugt. Wechselbeziehungen zwischen diesem Strom und dem Magnetfeld treiben dann wiederum den inneren Kern zu Drehungen an.

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