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Torsionsströmung im Kern

Neu entdeckte Strömung im äußeren Erdkern erklärt Diskrepanzen bisheriger Berechnungen

Im flüssigen Eisen des äußeren Erdkerns existiert eine wirbelförmige Strömung, die regelmäßig alle sechs Jahre auftritt. Das haben französische Forscher anhand eines neuen Modells festgestellt. Diese jetzt in „Nature“ veröffentlichte Entdeckung erklärt auch, warum bisherige Berechnungen der magnetischen Feldstärke im Kern nie mit den numerischen Vorhersagen übereinstimmten.

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Der Kern unseres Planeten besteht aus einem festen inneren Bereich, umgeben von einer flüssigen äußeren Schicht, beide bestehen vorwiegend aus Eisen. Zusammen wirken sie daher wie ein hydromagnetischer Dynamo: Durch Wärmeunterschiede induzierte Bewegungen des elektrisch leitenden Eisens im äußeren Kern gegenüber dem festen inneren Kern erzeugen ein Magnetfeld. Während sich die Stärke dieses Magnetfelds an der Erdoberfläche und in der Erdumgebung direkt messen lässt, ist dies am Ort seiner Entstehung, im Erdkern, nicht möglich. Hier müssen sich Forscher mit indirekten Methoden und Modellen behelfen.

Doch die bisher eingesetzten Verfahren lieferten uneindeutige Resultate. So ergab eine Berechnung mit Hilfe winziger Oszillationen der irdischen Tageslänge ein internes magnetisches Feld von nur 0,2 MilliTesla, nach numerischen Modellen jedoch müsste die Magnetfeldstärke im Kern mindestens eine Größenordnung höher liegen, bei rund drei MilliTesla.

Torsionswelle erklärt Diskrepanzen

Jetzt haben Nicolas Gillet und Kollgen von der Université Joseph Fourier im französischen Grenoble einen Weg gefunden, diese Diskrepanzen aufzulösen. In Modellen des Strömungsverlaufs im flüssigen Kern stießen sie auf eine zuvor unbekante Torsionswelle, die alle sechs Jahre auftritt. Wenn sie diesen sich verwindenden Eisenstrom in die Berechnungen des Magnetfelds mit einbezogen, kamen sie auf eine Feldstärke von vier MilliTesla im Erdkern – und damit in den Größenbereich der numerischen Vorhersagen.

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Damit ist es den Forschern erstmals gelungen, die auf geomagnetischen und geodätischen Daten beruhenden theoretischen Ansätze mit den reinen numerischen Simulationen des Geodynamos in Einklang zu bringen.

(Nature, 06.05.2010 – NPO)

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