Seit Jahrzehnten rätseln Wissenschaftler über zwei riesige, kontinentalgroße Regionen ungewöhnlich heißen Gesteins tief im Inneren der Erde – eine unter Afrika, die andere unter dem Pazifischen Ozean. Nun deuten Untersuchungen darauf hin, dass es sich bei diesen mysteriösen Klecksen nicht nur um Anomalien handelt; Sie haben das Magnetfeld unseres Planeten über Millionen von Jahren aktiv geformt und es leicht unregelmäßig gemacht.
Das Geheimnis unter unseren Füßen
Diese Strukturen, die sich fast 1.000 Kilometer vom äußeren Kern bis in den Erdmantel erstrecken, verlangsamen seismische Wellen, was darauf hindeutet, dass sie sich grundlegend vom umgebenden Material unterscheiden. Aufgrund ihrer Tiefe war es schwierig, genau zu bestimmen, wie sie sich unterscheiden, aber neue Erkenntnisse bringen sie direkt mit dem Verhalten des Erdmagnetfelds in Verbindung.
Wie Wärme den Magnetismus antreibt
Das Erdmagnetfeld wird durch die chaotische Bewegung von geschmolzenem Eisen im Kern erzeugt. Dieses Feld ist von entscheidender Bedeutung, da es uns vor schädlicher Sonnenstrahlung schützt. Die Stärke und Form dieses Feldes hängt davon ab, wie die Wärme vom Kern zum Mantel fließt. Durch die Analyse alter Vulkangesteine konnten Forscher rekonstruieren, wie sich das Erdmagnetfeld über mehrere Millionen Jahre hinweg verändert hat.
Simulationen bestätigen die Verbindung
Die Forscher führten Simulationen des Wärmeflusses durch den Kern durch, sowohl mit als auch ohne diese massiven Blobs. Die Ergebnisse waren eindeutig: Das Modell einschließlich der Blobs stimmte genau mit historischen Magnetfelddaten überein. Laut Andrew Biggin von der University of Liverpool „können diese Simulationen wichtige Merkmale des Magnetfelds reproduzieren, allerdings nur unter Berücksichtigung der ungleichmäßigen Verteilung der aus dem Kern fließenden Wärme.“
Mit anderen Worten: Diese Regionen sind seit Hunderten von Millionen Jahren deutlich heißer, was die Wärmeübertragung zwischen Kern und Mantel verlangsamt. Diese unterschiedliche Erwärmung ist entscheidend für die Stabilisierung des Erdmagnetfelds.
Eine seltsame, magnetische Vergangenheit
Die meisten Geologen gingen davon aus, dass das Erdmagnetfeld über lange Zeiträume symmetrisch sei. Die neuen Daten zeigen jedoch, dass das antike Feld systematisch asymmetrisch war und ständige Abweichungen über Millionen von Jahren anhielten. Diese Unregelmäßigkeiten stehen im Zusammenhang mit der Anwesenheit und dem Einfluss der tiefen Hitzeflecken. Diese Entdeckung könnte auch die Art und Weise verändern, wie Wissenschaftler die Bewegung alter Gesteine interpretieren, und zu einem tieferen Verständnis der inneren Struktur der Erde führen.
Herausforderungen und zukünftige Forschung
Obwohl die Ergebnisse überzeugend sind, bleibt ihre direkte Überprüfung eine Herausforderung. Um Temperaturunterschiede im Erdkern zu erkennen, müssen seismische Wellen durch riesige Schichten des Mantelmaterials analysiert werden – eine notorisch schwierige Aufgabe. Trotz der Skepsis einiger Geologen deuten die Untersuchungen darauf hin, dass im oberen Außenkern ähnliche Temperaturschwankungen bestehen könnten, die möglicherweise mit fortschrittlicheren Techniken erkennbar sind.
Wenn diese Ergebnisse bestätigt werden, könnten sie unser Verständnis darüber, wie sich die Tiefenstrukturen der Erde über geologische Zeitskalen hinweg entwickeln und interagieren, neu definieren.
