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Eine Pampelmuse reist
zum Mittelpunkt der Erde

15. Mai 2003 11:35
Vom Erdkern und seinen Prozessen haben Wissenschaftler bisher nur Modelle.
Man nehme eine Riesenbombe und die Welt-Eisenproduktion einer Woche: Mit einer jetzt vorgeschlagenen Methode wollen es Wissenschaftler möglich machen, den Erdkern zu erreichen.

Am heutigen Donnerstag werden viele Planetenforscher und Geologen in ihren Teepausen wahrscheinlich nur ein Thema haben: einen Artikel von David Stevenson vom California Institute of Technology in Passadena.

Viel Eisen, viel Sprengstoff

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  • Stevenson schlägt auf einer Seite des Wissenschaftsmagazins «Nature» allen Ernstes eine Methode vor, wie Wissenschaftler mit Hilfe einer unbemannten kleinen Sonde zum Erdkern vordringen könnten. Dabei wäre die Sonde selbst das kleinste Problem, sondern eher ihr Transport.

    Die Zutaten, die Stephenson für die Reise zum Mittelpunkt der Erde zu brauchen glaubt, sind eine Bombe mit einer Explosivkraft von «ein paar Megatonnen», 1.000.000 bis 100.000.000 Tonnen geschmolzenes Eisen und eine Sonde von der Größe einer Pampelmuse. All das wäre theoretisch und praktisch verfügbar. Die paar Megatonnen Sprengkraft könnte eine Atombombe zur Verfügung stellen. Stevenson schreibt jedoch in seinem Artikel, dass die Reise auch ohne Nuklearexplosion mit konventionellem Sprengstoff losgehen könnte, wenn man sich eine Stelle auf der Erde aussuchen würde, wo der Erdmantel besonders labil ist.

    Eine Woche bis zum Kern

    Stichwort: Die Erde
    ...besteht aus Eisenkern und Silikat-Mantel. Beide trennten sich, als die Erde entstand, da sie sich nicht miteinander mischen lasen, ähnlich wie die ölige und die wässrige Phase einer Flüssigkeit.
    Schritt eins wäre also eine gigantische Explosion mit Erschütterungen der Stärke sieben auf der Richterskala. Im gleichen Moment müsste der so aufgerissene Spalt im Erdmantel mit dem geschmolzenen Eisen aufgefüllt werden – einer Menge, die etwa der täglichen bis wöchentlichen Eisen- und Stahlproduktion weltweit entsprechen würde. Das Eisen würde dann, glaubt Stevenson, allein von der Schwerkraft getrieben, den Spalt im Erdmantel weiter aufreißen und hinter sich wieder schließen. Vergleichbar wäre dieser Prozess einer brennenden Zigarette, die sich durch einen Eiswürfel hindurchschmilzt. Ebenso sollte das Eisen sich durch den Silikatmantel der Erde schmelzen. Ähnliche Prozesse sind in die umgekehrte Richtung bekannt, wenn sich Magma als Lava seinen Weg in Richtung Erdoberfläche bahnt.

    Mitten in dem riesigen Eisen-See könnte eine Sonde aus speziellem schmelzsicherem Material die Reise zum Mittelpunkt der Erde antreten. Sie müsste nicht größer sein als eine Grapefruit, hätte Messinstrumente für Temperatur, elektrische Leitfähigkeit und chemische Zusammensetzung «an Bord». Die Daten, die die Sonde sammelt, könnten als Schallwellen zu einer Empfangsstation an der Erdoberfläche gesendet werden. Etwa eine Woche würde es dauern, bis die Sonde den Erdkern erreicht hätte. Das hat zumindest Stevenson errechnet. Sie würde, getrieben von der Schwerkraft so lange nach unten sinken, bis sie außen auf dem wieder festen, innersten Kern der Erde zu liegen käme.

    «Bescheidener Vorschlag»

    Mehr im Internet:
    Stevenson nennt diesen Vorschlag zur Erkundung des Inneren der Erde «bescheiden im Vergleich zum Raumfahrtprogramm.» Das ist in der Tat wahrscheinlich deutlich teurer als das Szenario des Professors aus Passadena. All das geschmolzene Eisen gleichzeitig in ein gigantisches Bombenloch zu bekommen und dabei keinen Menschen zu gefährden erscheint allerdings logistisch als größeres Problem als Leute auf den Mars zu schicken.

    Aber im Inneren der Erde laufen Prozesse ab, die Forscher seit Jahrhunderten zu ergründen versuchen. Beispielsweise glaubt man, das Ströme flüssigen Metalls das Erdmagnetfeld erzeugen, dass das Leben auf der Erde vor kosmischer Strahlung schützt. Aber nachschauen konnte man bisher eben nicht. Mit Bohrungen sind Geologen bis heute nicht viel weiter als zehn Kilometer unter die Eroberfläche vorgedrungen. Eines davon gibt es im deutschen Windisch Eschenbach, derzeit etwa neun Kilometer tief.

    Der Geologe und Planetenforscher Klaus Mezger von der Universität Münster nennt Setevensons Vorschlag «phantastisch - im Sinne von 'hochinteressant' aber auch 'ziemlich unrealistisch'». Theoretisch könne die Methode funktionieren, allerdings sei keineswegs garantiert, dass die von Stevenson errechneten Eisenmengen ausreichen würden. «Vielleicht reagiert das Eisen starkt mit dem Silikatmantel, braucht sich also schnell auf, noch bevor der Kern erreicht ist», so Mezger zur Netzeitung. Auch das Material für die Sonde selbst sei ein Problem. In Frage kämen Metalle mit hohem Schmelzpunkt wie Platin oder Wolfram. Damit diese nicht vom umgebenden Eisen zerfressen werden, müsste allerdigs wahrscheinlich auch dieses mit den seltenen, teueren Metallen gesättigt sein. Auch Mezger hat «keine Ahnung, wo man das alles herkriegen soll.»

    Für Stevenson ist trotz aller logistischer und vielleicht auch sachlicher Schwierigkeiten «die Zeit gekommen, aktiv zu werden». So lautet zumindest der letzte Satz seines Artikels in «Nature». Auf die Frage, ob er wirklich glaubt, dass sein Vorschlag realistisch ist, antwortete er allerdings dem Online-Magazin derselben Zeitschrift eher zurückhaltend: Er wäre trotz stimmiger Theorie «offengestanden überrascht, wenn das wirklich funktionieren würde». Und auch sein deutscher Kollege Mezger sagt: «Je mehr ich drüber nachdenke, umso lustiger finde ich es.»

     
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