Erdkern-Überraschung: Strömung unter dem Pazifik kehrt sich um
Forscher der University of Edinburgh haben eine unerwartete Anomalie im flüssigen Eisen des äusseren Erdkerns entdeckt. Unterhalb des Pazifiks hat sich die Strömungsrichtung zwischen 2010 und 2020 von einer schwachen West- in eine starke Ostströmung umgekehrt. Die im Fachmagazin Journal of Studies of Earth's Deep Interior veröffentlichte Studie wirft neue Fragen zur Dynamik des Erdinneren auf.
Was bedeutet die Strömungsumkehr im Erdkern?
Die Erde besteht aus konzentrischen Kugelschalen: der Erdkruste, dem Erdmantel und dem Erdkern. Im Zentrum sitzt ein fester innerer Kern aus Eisen und Nickel, umgeben von einem flüssigen äusseren Kern. Dort zirkuliert geschmolzenes Eisen mit bis zu 30 Kilometern pro Jahr. Diese Strömung treibt den Geodynamo an, der das Erdmagnetfeld zu 95 Prozent erzeugt.
Das Magnetfeld ist lebenswichtig: Es schützt die Atmosphäre vor dem Sonnenwind und verhindert, dass die Lufthülle erodiert. Der Mars verlor sein Magnetfeld vor rund 3,9 Milliarden Jahren und damit den Grossteil seiner Atmosphäre.
Wie haben die Forscher die Strömung gemessen?
Das Team um Frederik Dahl Madsen rekonstruierte die Strömungen an der Oberseite des äusseren Erdkerns für den Zeitraum 1997 bis 2025. Dazu nutzten sie Magnetfelddaten der ESA-Satelliten Swarm und CryoSat sowie des deutschen Champ-Satelliten und Messungen von Bodenobservatorien.
„Durch sorgfältig koordinierte Orbits können die Satelliten unterscheiden, ob magnetische Signale vom Kern stammen, von der Kruste, den Ozeanen, der Ionosphäre oder der Magnetosphäre“, erklärt die Europäische Weltraumagentur (ESA).
Was ist die Ursache der Strömungsumkehr?
Die genaue Ursache bleibt unklar. Das Forschungsteam vermutet, dass Ereignisse tiefer im Erdkern eine Rolle spielen könnten. Die Umkehr fällt zeitlich mit Veränderungen im Verhalten des inneren Kerns zusammen, etwa bei Rotationsmustern und seismischen Auffälligkeiten. Ein direkter, zwingender Mechanismus lasse sich daraus jedoch nicht ableiten.
Zudem beruht der Befund auf einer Modellrekonstruktion und nicht auf direkten Messungen in der Tiefe. Hauptautor Dahl Madsen kommentierte: „Die grossräumige Umkehrung der Strömung unter dem Pazifik wirft neue Fragen zum Verhalten des tiefen Erdinneren auf. Wissenschaftler wollen nun herausfinden, ob es sich um eine kurzlebige Schwankung, Teil einer wiederholenden Oszillation oder ein neues stabiles Gleichgewicht handelt.“
Welche Folgen hat die Veränderung für die Schweiz?
Unmittelbare Gefahren wie Erdbeben, Klimaänderungen oder plötzliche Polsprünge sind nicht zu befürchten. Die Veränderung wirkt langsam über Jahrzehnte. Dennoch kann jede Veränderung der Kernströmung das Magnetfeld beeinflussen. Dies betrifft die Navigation, Satelliten und den Schutz vor geladenen Teilchen des Sonnenwinds.
Für die Schweiz als Technologiestandort mit bedeutender Satelliten- und Navigationsinfrastruktur ist die kontinuierliche Beobachtung dieser Vorgänge von Interesse. Die ESA, an der die Schweiz als Mitgliedstaat beteiligt ist, wird die Entwicklung der Kernströmung in den kommenden Jahren weiterverfolgen.