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Warum die Wärme nur schlecht vom Erdkern in den Erdmantel kommt

Die Eisen-Magnesium-Verbindung Magnesiowüstit ist bei normalem Druck für infrarotes Licht durchsichtig. Erhöht man den Druck jedoch auf das 500.000-fache des Atmosphärendrucks, absorbiert das Mineral die Wärmestrahlung, fanden Forscher um Alexander Goncharov von der Carnegie Institution in Washington D.C mithilfe von Hochdruck-Experimenten heraus.

Magnesiowüstit ist eine der häufigsten Verbindungen im unteren Erdmantel, berichten die Forscher in der Zeitschrift Science. „Der Wärmefluss im unteren Erdmantel spielt eine wichtige Rolle für die Struktur, die Dynamik und die Evolution der Erde“, erläutert Goncharov. An der Grenze zwischen innerem und äußerem Erdkern wird Wärme durch die Kristallisation von Eisen freigesetzt. Diese Wärme kann theoretisch durch drei Mechanismen nach außen abgeleitet werden: Durch Wärmeleitung, durch Wärmestrahlung, also infrarotes Licht, und durch Konvektion, die Umwälzung des festen Gesteins im Erdmantel. „Es wird gerade intensiv darüber debattiert, wie stark der Anteil jedes dieser Mechanismen ist“, sagt Goncharev.

Wenn Magnesiowüstit tatsächlich die Wärmestrahlung im Erdinneren absorbiert, könnten Ansammlungen des Minerals einzelne Bereiche des Erdkerns thermisch isolieren. Wärmeleitung und Konvektion würden dann eine größere Rolle spielen als bislang angenommen. „Es ist noch zu früh, um sagen zu können, wie diese Entdeckung sich auf die Geophysik des Erdinneren auswirken wird“, meint Goncharev, „aber vieles von dem, was wir über das tiefe Innere der Erde wissen, beruht auf Modellen zum Wärmetransport. Unsere Studie stellt vieles davon in Frage.“

Alexander Goncharov, Viktor Struzhkin, Steven Jacobsen: „Reduced Radiative Conductivity of Low-Spin (Mg,Fe)O in the Lower Mantle“, Science, 26 Mai 2006, S. 1205-1208 Ute Kehse
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