Wusstest du, dass die Menschen im Mittelalter gar nicht dachten, dass die Erde eine Scheibe ist? Dieser Irrglaube stammt aus der Mischung von viktorianischer anti-religiöser Propaganda und einer Fehlinterpretation von stilisierten Karten aus der Zeit. Gern geschehen! Hier sind 11 weitere Fakten zum Erdkern – aber zum Verständnis kurz die Grundlagen:

Die Erde wird grundsätzlich in drei Teile geteilt: Die Kruste, auf der wir laufen, ist bis zu 75 Kilometer dick. Danach kommt der Mantel, der bis zu einer Tiefe von 2.900 Kilometern reicht. Der Erdkern hat einen Radius von 3.500 Kilometern. Der Kern wiederum wird in den inneren und den äußern Kern geteilt.

Der innere Kern ist eine Nickel-Eisen-Sphäre mit einer Temperatur von rund 5.400 Grad Celsius, vergleichbar mit der Sonnenoberfläche. Drumherum liegt der äußere Kern, der ebenfalls größtenteils aus Nickel und Eisen besteht, allerdings in flüssiger Form. Er ist ähnlich heiß, wobei er nach außen etwas abkühlt.

Er ist sehr heiß, er ist flüssig – es kann niemand dort heruntersteigen und nachsehen. Woher wissen wir also Dinge über den Erdkern? Die Wissenschaft dafür ist die Seismologie, die auch Erdbeben untersucht. Nach einem Beben wandern seismische Wellen durch den Erdkörper und verändern ihre Form und Richtung je nachdem, welche Materialien sie gerade durchdringen. Geophysiker konnten dadurch Rückschlüsse darauf ziehen, wie der Erdkern aussehen muss. Der innere Erdkern wurde 1936 von der dänischen Seismologin Inge Lehmann entdeckt.

Schon im alten Griechenland war die Meinung vorherrschend, dass der Kern des Planeten fest sein müsste, Luft könne nicht im Erdinneren sein. Allerdings war man der Meinung, die Erde bestünde aus vier Element-Sphären: Erde, Wasser, Luft und Feuer.

Vorhang auf für Astronom Edmond Halley, 1692: Er stellte die These auf, dass unter der Erdkruste ein leuchtendes Gas existiert, in dem wiederum zwei konzentrische Schalen mit einem Kern der Größe des Merkurs sind. Damit wollte er unerklärliche Kompass-Auswertungen erklären. Damit war er die einzige Person in der Wissenschaft, die die Idee wirklich in Betracht zog. Pseudo-Science und Verschwörungsideologien nehmen die hohle Erde und bewohnte Höhlen im Erdkern aber gern noch auf.

Henry Cavendish war der Wissenschaftler, der mit Halleys Theorie aufräumte. Er nutzte eine Torsionswaage: Mit der konnte er messen, welche Drehkraft durch die Anziehungskraft, die zwei große Kugeln auf zwei kleine ausübten, verursachen. Dadurch konnte Cavendish ausrechnen, welche Anziehungskraft zwischen den Kugelpaaren besteht. Durch den Vergleich mit der Anziehungskraft der Erde konnte er ihre Dichte berechnen – und da die Größe bereits bekannt war, auch ihr Gewicht. Durch dieses Gewicht war klar: Die Erde muss größtenteils aus festen Materialien bestehen, und das leuchtende Gas mit bewohntem Kern ist Unsinn.

Zur Verdeutlichung: Der Erdkern beginnt ab einer Tiefe von 2.900 Kilometern. Rechnen wir von der t3n-Redaktion in Hannover aus, dann ist der Erdkern näher als Kairo. Die Stadt ist nämlich 3.039 Kilometer Luftlinie entfernt.

Mit einem Durchmesser von 6.942 Kilometern ist der gesamte Erdkern deutlich größer als der Planet Merkur. Der hat einen Durchmesser von 4.880 Kilometern.

Wegen der flüssigen Hülle kann sich der Erdkern unabhängig vom Äußeren des Planeten drehen. Eigentlich hat der Erdkern schneller rotiert als der Rest des Planeten – hat aber wahrscheinlich im Laufe des letzten Jahrzehnts seine Bewegung verlangsamt. Es gibt auch Theorien, dass eine sogenannte Superrotation in bestimmten Perioden vorkommt. Eine andere These: Es gibt keine Superrotation, die Messungen werden durch physikalische Veränderungen an der Oberfläche des inneren Kerns verursacht.

Die zwei Teile des Erdkerns erzeugen ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld wiederum schützt unsere Atmosphäre: Der Sonnenwind, ein ununterbrochener Strom von geladenen Teilchen, die die Sonne mit einer Geschwindigkeit von 403,3 Kilometer pro Sekunde von sich stößt, würde unsere Atmosphäre ohne Magnetfeld zerstören.

Die östliche und westliche Hälfte des Erdkerns wechseln sich damit ab, zu schmelzen beziehungsweise zu wachsen. Geowissenschaftler:innen vermuten das aufgrund paläomagnetischer Daten. Das könnte der Grund sein, warum die Erdachse schräg ist. Diese wäre in der jeweils wachsenden Hälfte verankert.

Es ist zuletzt vor 770.000 Jahren passiert: ein Polsprung. Dabei sind die magnetischen Pole gekippt – der Nordpol wurde zum Südpol und umgekehrt. Forscher:innen sehen zwei mögliche Gründe: Der erste sind die beiden abwechselnd wachsenden Kernhälften, die vielleicht auch die Erdachse von einer westlichen zur östlichen Neigung verschoben haben. Die andere Möglichkeit sind Sauerstoff, Schwefel und Silicium, die aus dem inneren Erdkern gepresst werden und zum Kern-Mantel-Übergang aufsteigen. Dort bilden sie heiße Matschdünen. Wenn so eine Düne gegen den Mantel stürzt, regt sie die Konvektion an und stört das Magnetfeld.

Forscher:innen waren von Anomalien in seismischen Messungen irritiert, denn sie zeigten Abweichungen in Dichte und Geschwindigkeit. Des Rätsels Lösung: Wie oben erwähnt steigen Partikel auf – in Form von siliziumreichem Schnee. Der in Richtung Erdmantel aufsteigende Silizium-Schnee verursacht Strömungen, die die Schallwellen verzerren.

Die langsame Bewegung der Plattentektonik zieht Erdkruste in das Erdinnere – inklusive Pflanzen und Lebewesen. Die werden im Inneren eingeschlossen und gekocht. Das organische Material kommt in Lava und vulkanischen Gasen wieder an die Oberfläche – inklusive wärmenden Kohlenstoffdioxids. Ohne das Zusammenspiel von Recycling und Magnetfeld hätte die Erde keine lebensfreundliche Temperatur.

Mehr seismische Wellen, mehr Erkenntnisse: In einer Studie haben zwei Forscher einen weiteren Beweis für die These erbracht, dass der innere Kern einen inneren Kern hat. In der Eisen-Nickel-Sphäre gibt es eine „Metallkugel“ mit einem Durchmesser von 650 Kilometern. Die kristallisierte Struktur und die Anordnung der Atome im innersten Erdkern unterscheiden sich von der der umliegenden Sphäre.