Forscher holen die Erde ins Labor Erdmantel: Mineral macht Erdbebenwellen Beine - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Forscher holen die Erde ins Labor

Erdmantel: Mineral macht Erdbebenwellen Beine

Erdbebenwellen breiten sich bei ihrem Lauf durch die Erdkugel nicht gleichmäßig aus. Jetzt hat ein internationales Forscherteam experimentell nachgewiesen, dass im unteren Erdmantel zwischen 660 und 2.900 Kilometer Tiefe die Geschwindigkeit der Scherwellen – so genannte S-Erdbebenwellen – sehr stark von der Ausrichtung des Minerals Ferroperiklas abhängt.

{1r}

Die Wissenschaftler vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ, der Universität Karlsruhe, der Universität Bayreuth und der Arizona State University berichten in der aktuellen Ausgabe von „Science“ über unerwartete Eigenschaften dieses vermutlich zweithäufigsten Minerals des unteren Erdmantels.

Strukturänderung der Eisenionen

„Ab einem Druck von etwa 50 Giga-Pascal, was rund 1.300 Kilometer Erdtiefe entspricht, zeigt sich eine besonders starke Richtungsabhängigkeit der Wellenausbreitung, was auf eine elektronische Strukturänderung der Eisenionen im Ferroperiklas zurückzuführen ist“, sagt dazu Hauke Marquardt vom GFZ.

Darüber hinaus kommt es zu einer bevorzugten Orientierung des Minerals aufgrund von Fließbewegungen im unteren Mantel. Daraus resultiert nach Angaben der Forscher die messbare ungleichmäßige Ausbreitung von Erdbebenwellen. Die Fließbewegungen sind die treibende Kraft hinter tektonischen Plattenbewegungen, Gebirgsbildungen, Erdbeben und vulkanischen Aktivitäten und bestimmen damit maßgeblich unser Leben auf der Erdoberfläche.

Anzeige

Erde im Labor

Da das tiefe Erdinnere direkter Beobachtung nicht zugänglich ist, holen die Wissenschaftler die Erde ins Labor. Dazu erzeugen sie Drücke, wie sie im Erdmantel vorkommen. Mittels Diamantstempelzellen werden die Hochdruck-Experimente am GFZ durchgeführt, ergänzt werden diese Untersuchungen mit Röntgenbeugungsexperimenten an der Synchrotronquelle „Diamond Light Source“ in Didcot, England.

Die neuen Erkenntnisse haben nach Angaben der Wissenschaftler auch einen praktischen Wert: Annahmen über das Gesteinsmaterial tief im Erdinnern sind notwendig, um die Fließbewegungen im unteren Erdmantel aus der messbaren Richtungsabhängigkeit der S-Wellengeschwindigkeiten abzuleiten und so plattentektonische Prozesse besser zu verstehen.

(idw – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, 14.04.2009 – DLO)

Anzeige

In den Schlagzeilen

Diaschauen zum Thema

Dossiers zum Thema

Plattentektonik - Alfred Wegener und der Weg zu einem neuen Bild der Erde

Sintflut, Seeschlacht und Kamikaze - Wie Naturereignisse unsere Geschichte prägten

Plattentektonik im Zeitraffer - Die Welt am Meeresboden im Wachsmodell

Detektive im System Erde - Das GeoForschungsZentrum Potsdam

Gebirgsbildung - Wenn Berge in den Himmel wachsen

Diamanten - Hochkarätiges aus dem Bauch der Erde

Forschen am "System Erde" - Die Geowissenschaften im Wandel

Erdbeben - Vorhersagbar oder aus heiterem Himmel?

Warten auf das große Beben... - Japan - Ballungsräume auf dem Schleudersitz

News des Tages

Bücher zum Thema

Erdbeben - Eine Einführung von Bruce A. Bolt

Minerale und Gesteine - Mineralogie - Petrologie - Geochemie von Gregor Markl

Der unruhige Planet - von Richard Dikau und Jürgen Weichselgartner

Berge aus dem All - vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Hrsg).

Plattentektonik - Kontinent- verschiebung und Gebirgsbildung von Wolfgang Frisch und Martin Meschede

Der bewegte Planet - Eine geologische Reise um die Erde von Richard Fortey

Allgemeine Geologie - Eine Einführung in das System Erde von Frank Press und Raymond Siever

Naturkatastrophen - Vulkane, Beben, Wirbelstürme - Entfesselte Gewalten und ihre Folgen von Harald Frater (Hrsg.)

Top-Clicks der Woche

Anzeige
Anzeige