Mysteriöse Fluktuationen in 2.900 km Tiefe entdeckt

Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat soeben eine gewaltige geologische Anomalie entdeckt: eine mysteriöse Veränderung in einer Tiefe von fast 2.900 km, genau an der Grenze zwischen Erdmantel und Erdkern.

Die GRACE-Satelliten, die von 2002 bis 2017 nacheinander im Einsatz waren, erfassten Veränderungen der Erdanziehungskraft – Foto: NASA

Die in den Geophysical Research Letters veröffentlichte Studie zeigt, dass sich Gesteinsstrukturen im tiefsten Erdmantel innerhalb kurzer Zeiträume dynamisch verändern können. Die Ergebnisse könnten wichtige Erkenntnisse darüber liefern, wie große Erdbeben entstehen oder wie das Magnetfeld, der „Schutzschild“ des Lebens auf der Erde, gebildet wird.

Das Forschungsteam unter der Leitung der Wissenschaftlerin Charlotte Gaugne Gouranton (Université de Paris) und mit der maßgeblichen Beteiligung der Geophysikerin Isabelle Panet (Université Gustave Eiffel, Frankreich) nutzte Daten der GRACE-Satellitenmission (2002 - 2017), einem deutsch-amerikanischen Kooperationsprojekt zur Messung des Gravitationsfeldes der Erde.

Die beiden GRACE-Satelliten fliegen in einem festen Abstand parallel und sind daher außergewöhnlich präzise Instrumente. Überfliegt der vordere Satellit eine große Masse, wie beispielsweise ein Gebirge oder einen Grundwasserleiter, bewirkt seine stärkere Gravitationskraft eine leichte Verschiebung und damit eine Änderung seines Abstands zum nachfolgenden Satelliten. Diese Änderungen im Millimeterbereich spiegeln präzise Veränderungen der Schwerkraft wider.

GRACE war ursprünglich primär für die Erforschung des Wasserkreislaufs gedacht: schmelzendes Eis, Grundwasserspiegel. Dank seiner extremen Empfindlichkeit erkannte das Team jedoch, dass es auch Schwankungen tief unter der Erde erfassen konnte, und diese Daten wurden bereits zuvor genutzt, um in Hunderten von Kilometern Tiefe Anzeichen starker Erdbeben zu entdecken.

Die neue Analyse ergab ein ungewöhnliches Signal, das 2007 am deutlichsten sichtbar war und sein Zentrum unter dem Atlantischen Ozean vor der Küste Afrikas hatte. Die Art dieses Signals schloss aus, dass es durch Wasser- oder Eisverschiebungen an der Oberfläche verursacht wurde. „Zumindest teilweise muss die Ursache aus dem Erdinneren, aus sehr tiefen Schichten, stammen“, betonte Dr. Panet.

Bemerkenswerterweise registrierten Satelliten, die Magnetfelder überwachen, im selben Jahr 2007 ebenfalls eine geomagnetische Anomalie in derselben Region. Die räumliche und zeitliche Übereinstimmung legt nahe, dass die beiden Phänomene, Gravitation und Magnetismus, zwei Aspekte desselben tiefgreifenden geologischen Prozesses sein könnten.

Das Team vermutet, dass an der Basis des Erdmantels, wo Gesteine ​​mit hohem Perowskitgehalt vorkommen, eine Veränderung auf atomarer Ebene stattfindet. Unter enormem Druck kann die Kristallstruktur des Minerals in eine dichtere Form „kollabieren“ – ein Prozess, der als Phasenübergang bekannt ist.

Diese Veränderung verdichtet das Gestein, wodurch sich die Masse des betroffenen Bereichs erhöht und ein Gravitationssignal entsteht. Umliegendes Gestein wird gezwungen, sich neu anzuordnen, wodurch sich die Grenze zwischen Mantel und Kern um etwa 10 cm verschiebt. Das mag gering erscheinen, reicht aber aus, um die Konvektionsströme des geschmolzenen Eisens im äußeren Kern zu beeinflussen. Diese Ströme sind die Quelle des Erdmagnetfelds und verursachten die geomagnetische Störung im Jahr 2007.

Dr. Panet wies darauf hin, dass dieses Szenario weiterer Untersuchungen bedürfe: „Dies ist lediglich eine Hypothese, wir benötigen noch weitere Beweise.“ Die bloße Beobachtung eines solchen Ereignisses wäre jedoch ein bedeutender Fortschritt in den Geowissenschaften.

„Zum ersten Mal haben wir überzeugende Beweise dafür, dass dynamische Prozesse an der Basis des Erdmantels schnell genug ablaufen, um sie in Echtzeit zu untersuchen“, sagte Professorin Barbara Romanowicz, Seismologin an der University of California, Berkeley.

Bislang hat das Team seit 2007 keine vergleichbaren Gravitationssignale mehr festgestellt. Die Überwachung wird jedoch fortgesetzt. Daten der nächsten Generation von GRACE-Satelliten sollen dazu beitragen, weitere Geheimnisse in den tiefsten Schichten der Erde zu lüften, wo die Erde still „atmet“ und sich bewegt.

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MINH HAI

Quelle: https://tuoitre.vn/phat-hien-bien-dong-bi-an-sau-2-900km-duoi-long-dat-20250918183852224.htm