Ein massiver Meeresboden lauert in der Nähe des Erdkerns. Jetzt haben seismische Bilder gezeigt, dass es wahrscheinlich einen Großteil, wenn nicht den gesamten Kern umgibt.
Diese dünne, dichte Schicht liegt etwa 2.000 Meilen (3.200 Kilometer) unter der Erdoberfläche, zwischen dem Kern und der mittleren Schicht des Planeten, dem sogenannten Mantel. Und es könnte laut einer am 5. April in der Zeitschrift veröffentlichten Studie die gesamte Kern-Mantel-Grenze überspannen Fortschritt der Wissenschaft (öffnet in einem neuen Tab).
Um das Erdinnere zu untersuchen, messen Seismologen seismische Wellen, die den Planeten passieren und dann zur Erdoberfläche zurückkehren. Indem sie sehen, wie sich diese Wellen verändern, nachdem sie die verschiedenen Strukturen im Inneren der Erde passiert haben, können Forscher eine Karte erstellen, wie die Eingeweide der Erde aussehen. Frühere Forschungen identifizierten eine Handvoll isolierter Taschen dichter ozeanischer Kruste in der Nähe des Kerns. Diese Taschen werden als Ultra Low Velocity Zone (ULVZ)-Strukturen bezeichnet, da sich seismische Wellen sehr langsam durch sie ausbreiten.
“Nur [approximately] 20 % der Kern-Mantel-Grenze wurden zuvor auf ULVZs untersucht, die nicht an allen diesen Orten identifiziert wurden“, sagte der Hauptautor der Studie. Samantha Hanson (öffnet in einem neuen Tab), außerordentlicher Professor für geologische Wissenschaften an der University of Alabama, sagte Live Science in einer E-Mail. “Es ist möglich, dass dieses anomale Material den gesamten Kern bedeckt.”
In der neuen Studie platzierten Wissenschaftler seismische Geräte an 15 Stationen in der Antarktis und sammelten drei Jahre lang Daten.
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Diese Studie ist das erste Mal, dass hochauflösende Bilder der Kern-Mantel-Grenze unter Verwendung von Daten aus der südlichen Hemisphäre erhalten wurden. Die Schale selbst ist sehr dünn im Vergleich zum Kern, der 450 Meilen (724 km) breit ist, und dem Mantel, der etwa 1.800 Meilen (2.900 km) dick ist.
„Die Dicke variiert je nach Standort“, sagte Hansen, wobei einige Punkte etwa 5 km dick und andere 50 km dick sind.
Diese alte ozeanische Schicht entstand wahrscheinlich, als sich die tektonischen Platten der Erde verschoben, wodurch ozeanisches Material in das Innere des Planeten transportiert wurde Subduktionszonen, die Bereiche, in denen zwei Platten kollidieren und eine zwingen, unter die andere zu tauchen. Im Laufe der Zeit „bauen sich Klumpen aus subduziertem ozeanischem Material entlang der Kern-Mantel-Grenze auf und werden von langsam fließendem Gestein in den Mantel geschoben“, so a Stellungnahme (öffnet in einem neuen Tab).
Die Forscher glauben, dass die neu entdeckten ULVZs im Wesentlichen „unterirdische Berge“ sind, die es der Erklärung zufolge ermöglichen, dass Wärme aus dem geschmolzenen Kern der Erde entweicht.
„Das Vorhandensein dieser Schicht könnte den Wärmefluss über die Kern-Mantel-Grenze dämpfen, was wichtig ist, da sich gezeigt hat, dass die Temperaturbedingungen in diesem Teil der Erde einen starken Einfluss auf das Magnetfeld des Planeten haben“, sagte Hansen .
Brocken dieses verborgenen Meeresbodens könnten auch in Mantelwolken gespült werden: heiße Jets aus geschmolzenem Gestein, die ausbrechen und vulkanische Hotspots auf der Oberfläche speisen, wie zum Beispiel in Hawaii, schlug Hansen vor.
„Da Mantelfahnen außerdem weitgehend durch thermische Bedingungen in der Nähe der Kern-Mantel-Grenze kontrolliert werden, kann der Einfluss der Temperatur von ULVZs dazu beitragen, zu bestimmen, wo sich Plumes bilden“, sagte Hansen.
Das Forschungsteam plant, seine Studie zu erweitern, indem es Daten untersucht, die von allen verfügbaren seismischen Stationen in der Antarktis gesammelt wurden.