Die von der University of Alabama geleitete Studie wurde bislang lediglich als Hinweis betrachtet, zeigt jedoch, dass sich der Meeresboden in der Urzeit möglicherweise über die gesamte Kern-Mantel-Grenze erstreckte. Wenn die neuen Daten aus der Erdbebenforschung korrekt sind, müssen wir unser Verständnis der Erde um eine weitere Ebene erweitern. Diese Schicht, die perfekt zwischen den Erdmantel und den äußeren Erdkern passt, gilt als urzeitlicher Meeresboden, der nun unsere Sicht auf die Kern-Mantel-Grenze wiederherstellt.
Im Rahmen einer im Fachmagazin Science Advances veröffentlichten Studie reisten Forscher unter der Leitung eines Teams der University of Alabama, der Arizona State University und der University of Leeds viermal in die Antarktis, um drei Jahre lang seismische Daten von 15 Netzwerkstationen auf dem gesamten Kontinent zu sammeln. Mithilfe der Daten konnten sie die von Erdbeben erzeugten seismischen Wellen kartieren und ein neues hochauflösendes Bild des Erdinneren erstellen.
Der Aufbau der Erde. Bulletin der Abteilung für Geowissenschaften der Russischen Akademie der Wissenschaften
Um die Daten zu erhalten, gingen die Forscher buchstäblich in den Untergrund. Vergrabene Stationen in der Antarktis haben den ersten hochauflösenden Blick auf den Erdmantel der südlichen Hemisphäre ermöglicht. Mithilfe seismischer Wellen, die über einen Zeitraum von drei Jahren durch Erdbeben erzeugt wurden, fanden Forscher in den Daten „unerwartete Energie“.
Sie fanden heraus, dass geologische Merkmale, von denen man bislang dachte, es handele sich um isolierte Formationen, die Erde wahrscheinlich vollständig bedecken und eine völlig neue Schicht bilden.
„Seismische Untersuchungen wie unsere liefern Bilder der inneren Struktur unseres Planeten mit der höchsten Auflösung und wir entdecken, dass diese Struktur viel komplexer ist als bisher angenommen“, sagte Samantha Hansen, Professorin für Geowissenschaften in Alabama und Hauptautorin der Studie, in einer Pressemitteilung. „Unsere Forschung deckt wichtige Zusammenhänge zwischen der Erdoberfläche und der Tiefenstruktur sowie den Gesamtprozessen auf, die unseren Planeten antreiben.“
Die Bilder zeigen, dass zwischen dem Mantel und der geschmolzenen und metallischen Schicht des äußeren Kerns ein „dichter, aber anscheinend abgesunkener Ozeanboden“ liegt. Dies wurde in früheren Studien festgestellt, jedoch als isoliertes Phänomen betrachtet. Die Forscher sagen, dass dieser urzeitliche Meeresboden, die sogenannte Zone mit extrem niedriger Geschwindigkeit, eine wesentlich höhere Dichte als der umgebende Erdmantel aufweist, die gesamte Kern-Mantel-Grenze bedeckt und wahrscheinlich tiefer in den Untergrund gerutscht ist, als sich die Erdplatten verschoben.
Einzigartige seismische Daten haben eine sogenannte dünne Schicht variabler Dicke enthüllt, deren Dicke zwischen fünf und über 40 Kilometern variieren kann. „Das sagt uns“, sagte Edward Garnero von der Arizona State University in einer Pressemitteilung, „dass wir auf dem Kern Berge sehen, die an manchen Stellen fünfmal höher sind als der Mount Everest.“
Die Zone mit extrem niedriger Geschwindigkeit lässt sich jedoch am besten als ein abgesunkener uralter Meeresboden beschreiben. „Meeresmaterial wird ins Innere des Planeten transportiert, wo zwei tektonische Platten aufeinandertreffen und eine unter die andere abtaucht, was als Subduktionszone bezeichnet wird“, sagen die Forscher. „Ansammlungen subduzierten ozeanischen Materials sammeln sich entlang der Kern-Mantel-Grenze und werden im Laufe der geologischen Zeit durch langsam fließendes Gestein im Mantel herausgedrückt.“
Ein weiterer interessanter Punkt der Studie ist, dass die Lage der geschmolzenen Schicht der Erde unter diesem neu entdeckten Meeresboden bedeutet, dass unterirdische Berge eine Schlüsselrolle dabei spielen könnten, wie schnell Wärme aus dem Kern entweicht.
