Das Zentrum der Erde könnte heißer sein als die Sonnenoberfläche

(Credit: ESRF)

Die Oberfläche der Sonne ist heiß – über 5500 Grad Celsius (das sind fast 10.000 Grad Fahrenheit . Aber wenn neue Erkenntnisse zutreffen, dann könnte das Zentrum unseres eigenen Planeten tatsächlich heißer sein – über 1000 Grad heißer als bisher angenommen.

Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass der Erdkern hauptsächlich aus geschmolzenem Eisen besteht und dass der Temperaturunterschied zwischen dem flüssigen Erdkern und dem festen Erdmantel die Ursache für das Magnetfeld der Erde ist. Bei einem Experiment vor 20 Jahren wurde der Erdkern mit optischen Methoden beobachtet, was zu einer Schätzung der Temperatur des Erdkerns auf etwa 5000 Grad Celsius führte. Diese Ergebnisse könnten jedoch durch rekristallisierende Eisenpartikel verfälscht worden sein, die das Experiment verfälschen können.

Um eine genauere Schätzung zu erhalten, hat ein Forscherteam der European Synchrotron Radiation Facility ein Röntgeninstrument entwickelt, das genaue Informationen über die Molekularstruktur einer Substanz liefern kann. Anhand dieser Strukturinformationen können die Wissenschaftler feststellen, ob sich beispielsweise ein Metall in einem festen, flüssigen oder teilweise geschmolzenen Zustand befindet.

„Wir haben eine neue Technik entwickelt, bei der ein intensiver Röntgenstrahl aus dem Synchrotron eine Probe untersuchen und innerhalb von nur einer Sekunde feststellen kann, ob es sich um einen festen, flüssigen oder teilweise geschmolzenen Zustand handelt, und zwar mit Hilfe eines Prozesses, der als Beugung bekannt ist“, so Teammitglied Mohamed Mezouar in einer Pressemitteilung. „

Um die Temperatur des Eisens im Erdkern zu ermitteln, extrapolierten die Wissenschaftler zunächst den Druck im Kern durch Beobachtung seismischer Wellen während Erdbeben. Diese Beobachtungen führten zu der Schätzung, dass der Druck im Erdkern etwa das 3,3 Millionenfache des atmosphärischen Drucks an der Oberfläche beträgt. Dann setzten sie kleine Eisenstücke diesem hohen Druck aus und erhitzten das Eisen mit Lasern auf Tausende von Grad.

Anhand von Röntgenbeobachtungen konnten sie dann die Struktur von Eisen bei bekannter Temperatur und bekanntem Druck mit der Struktur von Eisen im Erdkern vergleichen. Von dort aus können sie die Temperatur des Eisens auf der Grundlage des Drucks im Erdkern extrapolieren. Dies führte zu der Schlussfolgerung, dass die Temperatur im Zentrum der Erde etwa 6000 Grad Celsius beträgt – eine Temperatur, die etwa 9 % höher ist als die auf der Oberfläche der Sonne.

Auf der Grundlage der Ergebnisse dieses Experiments wird das Forscherteam diese Techniken einsetzen, um mehr über die Zusammensetzung der Erde in Tiefen zu erfahren, in die noch nie ein Mensch vorgedrungen ist.

„Wir sind natürlich sehr zufrieden, dass unser Experiment die derzeit besten Theorien über die Wärmeübertragung aus dem Erdkern und die Erzeugung des Erdmagnetfeldes bestätigt hat“, erklärte die Leiterin des Teams, Agnès Dewaele, in einer Erklärung. „Ich bin zuversichtlich, dass wir in nicht allzu ferner Zukunft in unseren Labors jeden Zustand der Materie im Erdinneren reproduzieren und mit Synchrotron-Röntgenstrahlen untersuchen können.“

Folgen Sie mir auf Twitter oder Facebook. Lesen Sie meinen Forbes-Blog hier.