Verlangsamte Rotation des inneren Erdkerns

Der innere Erdkern drehte sich über viele Jahrzehnte schneller als der Erdmantel und die Erdkruste. Seismische Daten bestätigen, dass sich das jetzt geändert hat. Die Rotation des Erdkerns hat sich verlangsamt. Diese Tatsache wirft die Frage auf, ob der Erdkern irgendwann zum Stillstand kommen könnte.

Änderung der relativen Rotationsbewegung des Erdkerns

Das Magnetfeld der Erde ist unter anderem wichtig für die Orientierung wandernder Tiere und für Satelliten, zusätzlich hängt die Länge der Tage mit Vorgängen im Erdkern zusammen. Dieses Magnetfeld wird im äußeren Erdkern erzeugt. Der innere Erdkern kann seine Rotationsbewegung ändern. Im Verhältnis zum Erdmantel wechselt der innere Erdkern über Jahrzehnte zwischen schnellerer und langsamerer Rotation, wodurch sich seine relative Drehrichtung ändert. Gegenwärtig erfolgt eine westwärts gerichtete Sub-Rotation.

Seit etwa 2009/2010 dreht sich der Erdkern zwei- bis dreimal langsamer als in den vorangegangenen Jahrzehnten.

Studien aus den Jahren 2024 und 2025 des Department of Earth Sciences der University of Southern California, an denen u. a. Wei Wang vom Institut für Geologie und Geophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften beteiligt war, zeigen, dass der Erdkern seine Richtung nach Westen geändert hat.
Der innere Erdkern, eine feste Metallkugel im Zentrum der Erde, ist in den flüssigen äußeren Erdkern eingebettet. Der flüssige Erdkern besteht hauptsächlich aus Eisen und erzeugt durch elektrische Ströme das Magnetfeld der Erde. Seine Bewegung wird durch den inneren Erdkern beeinflusst.

Seit etwa 2009/2010 dreht sich der Erdkern zwei- bis dreimal langsamer als in den vorangegangenen Jahrzehnten | Foto: ©Naeblys #138854134 – stock.adobe.com

Schwankungen des Drehverhaltens nur schwer nachvollziehbar

Der Geophysiker Dr. Gerd Steinle-Neumann von der Universität Bayreuth sagt, dass das als Geodynamo bekannte Phänomen und die Schwankungen des Drehverhaltens des Erdkerns nur schwer nachvollziehbar sind. Auch wenn es Gleichungen dazu gibt, ist das im Computer nicht simulierbar.

Seismische Daten erlauben Rückschlüsse auf die Schwankungen des Drehverhaltens des Erdkerns. Dieser Ansatz wird von den Forschungsteams und dem Geologen Wei Wang, der vom Institut für Geologie und Geophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften an den beiden Studien gemeinsam mit Forschenden der University of Southern California beteiligt war, genutzt. Die Forscher haben die Wellen gemessen, die den inneren und den äußeren Erdkern bei mehreren Beben durchdrangen.

Der innere Erdkern rotierte jahrzehntelang schneller als der Erdmantel. Die Rotation wirkte sich auf die Formen der gemessenen seismischen Wellen aus, die durch den inneren Erdkern laufen. Über die Jahre veränderten sich die seismischen Wellen, bis sie wieder ihr vorheriges Muster annahmen. Die Forscher stellten Zyklen fest. Wie die Muster der Wellen zeigen, rotierte der Kern erst schneller vorwärts und dann langsamer rückwärts.

Erdkern kann nicht stehenbleiben

Dr. Gerd Steinle-Neumann betont, dass der Erdkern nicht stehenbleiben kann. Der Kern ist gravitativ an die Erde gekoppelt, die sich dreht. Bewegen sich der innere Erdkern und der Erdmantel nahezu parallel zueinander, ist die relative Rotation nur gering.

Der Geologe Wei Wang sagt, dass die Rotation sich ungefähr alle 70 Jahre ändert. Dr. Gerd Steinle-Neumann findet hingegen auch Ergebnisse, denen zufolge sich die Rotation bereits alle 20 bis 30 Jahre ändert.

Die viskose Deformation des inneren Erdkerns könnte die Ursache für diese Zyklen sein. Der innere Erdkern verhält sich auf kurzen Zeitskalen wie ein Festkörper. Sind die Skalen lang, verformt er sich, vergleichbar mit Knetgummi.

Die Wissenschaftler begründen mit dieser Tatsache auch die jahrzehntelangen Zyklen der Rotation. Wäre der innere Erdkern starr, würden ihn die Kräfte des flüssigen Kerns und die Gravitationskraft stärker beeinflussen. Der Erdkern würde dann vermutlich häufiger seine Richtung ändern. Wenn sich der Erdkern verformt, ist er zäher und bremst die Kräfte.

Einfluss auf das Leben

Alle paar Jahrzehnte ändert der innere Erdkern seine Geschwindigkeit und seine relative Richtung. Die Rotation des inneren Erdkerns beeinflusst auch die Dynamik des flüssigen Erdkerns. Dadurch werden die Tageslängen beeinflusst. Auch Schwankungen in der Rotationsgeschwindigkeit des Erdmantels tragen zu den Veränderungen der Tageslänge bei.

Für die Menschen sind diese Veränderungen kaum spürbar, wie Dr. Gerd Steinle-Neumann sagt. Die Änderungen des inneren Erdkerns wirken sich nur geringfügig auf die Generierung des Magnetfelds aus. An der Erdoberfläche sind die geomagnetischen Veränderungen kaum spürbar, sodass auch die Wanderrouten von Zugvögeln nicht beeinflusst werden.