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 Dunkel war’s, der Mond schien helle: Nachthimmel oft heller als gedacht
28.07.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Seltener Weizenfund in bronzezeitlicher Lunch-Box aus dem Schweizer Hochgebirge
26.07.2017 | Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte / Max Planck Institute for the Science of Human History

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ruckartige Bewegung schärft Röntgenpulse

Spektral breite Röntgenpulse lassen sich rein mechanisch „zuspitzen“. Das klingt überraschend, aber ein Team aus theoretischen und Experimentalphysikern hat dafür eine Methode entwickelt und realisiert. Sie verwendet präzise mit den Pulsen synchronisierte schnelle Bewegungen einer mit dem Röntgenlicht wechselwirkenden Probe. Dadurch gelingt es, Photonen innerhalb des Röntgenpulses so zu verschieben, dass sich diese im gewünschten Bereich konzentrieren.

Wie macht man aus einem flachen Hügel einen steilen und hohen Berg? Man gräbt an den Seiten Material ab und schüttet es oben auf. So etwa kann man sich die...

Im Focus: Abrupt motion sharpens x-ray pulses

Spectrally narrow x-ray pulses may be “sharpened” by purely mechanical means. This sounds surprisingly, but a team of theoretical and experimental physicists developed and realized such a method. It is based on fast motions, precisely synchronized with the pulses, of a target interacting with the x-ray light. Thereby, photons are redistributed within the x-ray pulse to the desired spectral region.

A team of theoretical physicists from the MPI for Nuclear Physics (MPIK) in Heidelberg has developed a novel method to intensify the spectrally broad x-ray...

Im Focus: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Ferienkurs mit rund 600 Teilnehmern aus aller Welt

28.07.2017 | Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Firmen räumen bei der IT, Mobilgeräten und Firmen-Hardware am liebsten in der Urlaubsphase auf

28.07.2017 | Unternehmensmeldung

Dunkel war’s, der Mond schien helle: Nachthimmel oft heller als gedacht

28.07.2017 | Geowissenschaften

8,2 Millionen Euro für den Kampf gegen Leukämie

28.07.2017 | Förderungen Preise