ETH-Forschende weisen Magnetfeld bei flüssigem Erdkern nach

(CONNECT) Ein Team von Geophysikern der ETH und des SUSTech (Southern University of Science and Technology) in China hat in der Studie Invariance of dynamo action in an early-Earth model die Erzeugung des Erdmagnetfeldes mit einem flüssigen Erdkern nachgewiesen. Die Forschenden entwickelten dafür mithilfe des Hochleistungsrechners Piz Daint am CSCS in Lugano ein physikalisches Regime, in dem die Viskosität – die Zähflüssigkeit – des Erdkerns den Dynamoeffekt nicht beeinflusst. 

Diese Erkenntnis schliesst laut einer Mitteilung eine Lücke in der Dynamotheorie, mit der sich die Wissenschaft die Erzeugung des Erdmagnetfeldes erklärt. Die Theorie besagt, dass die fortschreitende Abkühlung des Eisen-Nickel-Erdkerns zirkuläre Strömungen von flüssigem Material im äusseren Erdkern aufrecht erhält, die sogenannten Konvektionsströme. Da die Erdrotation die Konvektionsströme zusätzlich ablenkt, verlaufen diese schraubenförmig. Die Konvektionsströme erzeugen so elektrische Ströme, die magnetische Felder, und damit den Grossteil des Erdmagnetfeldes, hervorbringen. 

Die Dynamotheorie konnte bis dato allerdings nicht beweisen, ob und wie ein Erdmagnetfeld vor der Kristallierung des inneren Erdkerns vor rund 1 Milliarde Jahren, also mit einem viskosen Erdkern, entstehen konnte. Das Modell der Geophysiker reduziert den Einfluss der Viskosität des Erdkerns auf einen vernachlässigbaren Wert und schliesst so diese Lücke in der Dynamotheorie. „Bisher hat es noch niemand geschafft, solche Berechnungen unter diesen korrekten physikalischen Bedingungen durchzuführen", sagt der Erstautor der Studie, Yufeng Lin.

Die gewonnenen Erkenntnisse dienen laut der ETH-Mitteilung der besseren Erforschung des Erdmagnetfeldes, sowie weiterer Magnetfelder wie dem der Sonne, des Jupiters oder des Saturns. „Diese Erkenntnis hilft uns, die Geschichte des Erdmagnetfeldes besser zu verstehen und ist bei der Interpretation von Daten aus der geologischen Vergangenheit nützlich", heisst es von Mitautor Andy Jackson, Professor für Geophysik an der ETH. ce/ja