Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie heiß ist es im Inneren der Erde?

05.12.2008
Forscher des Bayerischen Geoinstituts publizieren neue Erkenntnisse in „Science“ / Temperaturen an der Kern-Mantel Grenze in 2900 km Tiefe eher bei 4000 ˚C

Neue Erkenntnisse von Forschern des Bayerischen Geoinstituts (BGI) der Universität über die Temperatur im Inneren unseres Planeten weisen darauf hin, dass die Temperaturen an der Kern-Mantel-Grenze in 2900 Km Tiefe in der Nähe von 4000 ˚C liegen. Bislang schwankten Schätzungen zwischen 3000 und 4000 ˚C.

Die Forschungsergebnisse der Gruppe um den Bayreuther Geowis-senschaftler Professor Dr. Hans Keppler (Bild) sind heute in dem renommierten US-Wissenschaftsmagazin „Science“ veröffentlicht worden.

Im Zentrum der Erde herrschen Temperaturen bis über 4000 ˚C. Ein Teil dieser Wärme ist noch Gravitationsenergie von der Entstehung der Erde vor 4,6 Milliarden Jahren; ein anderer Teil wird durch radioaktiven Zerfall ständig nachgeliefert. Die genaue Temperaturverteilung im Erdinneren ist jedoch nur ungenau bekannt. Dies liegt daran, dass die Aus-breitungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen nur sehr indirekte Aussagen über die Temperatur erlaubt.

Mit Hilfe von Erdbebenwellen kann man ähnlich wie bei einer Röntgenuntersuchung des menschlichen Körpers die innere Struktur der Erde abbilden. Leider lassen sich auf derartigen Bildern Temperatur-unterschiede nur ungenau erkennen. An der Kern-Mantel-Grenze in einer Tiefe von 2900 km liegen feste Gesteine über einem Kern von geschmolzenem, dünnflüssigem Nickel-Eisen. Manche Vulkangebiete sind verknüpft mit Strukturen im Erdmantel, die ihre Wurzeln direkt in dieser Grenzfläche haben. Die Temperatur an der Kern-Mantel-Grenze ist jedoch nur ungenau bekannt, Schätzungen schwanken zwischen 3000 und 4000 ˚C.

In einer Arbeit, die heute (5. Dezember 2008) in Science publiziert wurde, konnten Forscher des Bayerischen Geoinstituts an der Universität Bayreuth zeigen, dass die tatsächliche Temperatur in 2900 km Tiefe wohl eher in der Nähe von 4000 ˚C liegt.

Der Schlüssel zur Bestimmung der Temperaturverteilung im Erdinneren liegt in der Messung der Wärmeleitfähigkeit von Mineralen unter hohem Druck. Bei Temperaturen von einigen tausend ˚C würde man erwarten, dass Wärme sehr leicht durch Strahlung übertragen wird. Den gleichen Effekt kann man spüren, wenn man vor einem Kaminfeuer sitzt. Lange Zeit hatte man aber geglaubt, dass die Minerale des Erdmantels unter hohem Druck licht-undurchlässig werden, so dass Wärme nicht durch Strahlung übertragen werden kann.

Am Bayerischen Geoinstitut wurde nun das optische Verhalten von Silikat-Perowskit, dem Hauptbestandteil des tiefen Erdmantels, bis zu einem Druck von über einer Million Atmosphären untersucht. Hierzu wurde die Probe zwischen den Spitzen von zwei Diamanten extremen Drücken ausgesetzt. Da die Diamanten für Licht durchlässig sind, kann man das Verhalten der Probe unter hohem Druck di-rekt unter einem Mikroskop beobachten. Silikat-Perowskit bleibt auch bei über einer Million Atmosphären für sichtbares Licht und für Wärmestrahlung sehr transparent. Dies bedeutet, dass der Wärmefluss vom Kern in den Mantel bis zu 50 % höher ist als bisher angenommen, mit entsprechend höheren Temperaturen im Mantel der Erde.

Die neuen Erkenntnisse haben auch fundamentale Auswirkungen auf langsame Konvektionsbewegungen im Erdmantel, die über geologisch lange Zeiträume die Platten an der Erdoberfläche antreiben. Die von den Bayreuther Forschern gemessenen hohen Wärmeleitfähigkeiten führen nach theoretischen Modellen zur Bildung sehr großer heißer Aufstiegszonen, so genannten Superplumes, in denen heißes Material aus dem tiefen Mantel an die Erdoberfläche aufdringt. Solche Su-perplumes verursachen an der Erdoberfläche oft gewaltige vulkanische Eruptionen.

Referenz:
Keppler, Hans; Dubrovinsky Leonid; Narygina, Olga; Kantor, Innokenty (2008) Optical absorption and radiative thermal conductivity of silicate perovskite to 125 GPa. Science 322, 5. Dezember 2008.
Kontakt
Und weitere Informationen
Prof. Dr. Hans Keppler
Lehrstuhl Experimentelle Geophysik der festen Erde
Bayerisches Geoinstitut der Universität Bayreuth
Tel. 0921/55 - 3744
e-mail: Hans Keppler@uni-bayreuth.de

Usula Kueffner | Uni Bayreuth
Weitere Informationen:
http://www.uni-bayreuth.de
http://www.users.bgi.uni-bayreuth.de/~h_keppler/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus
19.02.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Warum der Meeresboden in Bewegung gerät
13.02.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Zukunft wird gedruckt

19.02.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer HHI präsentiert neueste VR- und 5G-Technologien auf dem Mobile World Congress

19.02.2018 | Messenachrichten

Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus

19.02.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics