Das Eisen im festen inneren Erdkern liegt wahrscheinlich nur in einer Kristallform vor. Den seit 20 Jahren vermuteten Übergang zu einer anderen Struktur bei hohen Drücken gibt es gar nicht, berichten Jeffrey Nguyen und Neil Holmes vom amerikanischen Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien im Wissenschaftsmagazin Nature (Bd. 427, S. 339).
Die Erde besitzt einen festen inneren Kern mit einem Radius von 1220 Kilometern und einen flüssigen äußeren Kern, der einen Radius von 3490 Kilometern hat. Das schließen Geowissenschaftler aus Erdbebenwellen, die an den Grenzen zwischen innerem Kern und äußerem Kern sowie zwischen Erdmantel und äußerem Kern gebrochen oder reflektiert werden. Wie hoch Druck und Temperatur in diesem unzugänglichen Zentrum der Erde sind, ist jedoch nur ungenau bekannt.
Aus dem Trägheitsmoment der Erde lässt sich schließen, dass ihr Inneres vor allem aus schweren Elementen bestehen muss. Als Material kommt vor allem Eisen in Frage, dem vermutlich leichtere Elemente wie Sauerstoff oder Schwefel beigemischt sind. Um mehr über die physikalischen Bedingungen im Erdkern herauszufinden, führen Geowissenschaftler Experimente durch, bei denen sie Eisenstücke in einem Diamant-Amboss einquetschen. Vor 20 Jahren hatten Forscher dabei Anzeichen dafür entdeckt, dass sich das Kristallgitter von Eisen bei Temperaturen über 1200 Grad Celsius und einem Druck von mehr als 50 Gigapascal ? das entspricht dem 500.000-fachen Atmosphärendruck ? in eine Hochdruck-Form umwandelt.
Das konnten Nguyen und Holmes bei ihren Experimenten jedoch nicht bestätigen. Sie stellten außerdem fest, dass Eisen bei einer Temperatur von 5100 Kelvin und einem Druck von 225 Gigapascal zu schmelzen beginnt. Bislang waren Geowissenschaftler davon ausgegangen, dass dazu ein deutlich höherer Druck nötig sei.
Das Verhalten des Eisens unter den infernalischen Bedingungen im Erdkern zu kennen, interessiert die Forscher auch deswegen, weil das Erdmagnetfeld im flüssigen äußeren Kern erzeugt wird. Der innere Kern wächst bedingt durch die Abkühlung der Erde ständig, weil Material aus dem äußeren Kern an der Oberfläche des inneren Kerns ?ausfriert?. Wenn der innere Kern eine bestimmte Größe überschreitet, könnte nach Meinung mancher Forscher das Erdmagnetfeld zusammenbrechen.
Ute Kehse
