Das Magnetfeld der Erde schützt uns vor gefährlichen Sonnenwinden und anderer Strahlung aus dem All. Erzeugt wird es durch flüssiges Eisen im äußeren Erdkern, vor rund 565 Millionen Jahren aber fiel seine Stärke enorm ab – auf gerade mal zehn Prozent des heutigen Standes. Kurz vor der kambrischen Artenexplosion vor etwa 541 Millionen Jahren erholte sich das Feld. Wie aber konnte es dazu kommen?

Rettete der Erdkern unser Magnetfeld?

Die kambrische Explosion bezeichnet das fast gleichzeitige Vorkommen von Vertretern beinahe aller Tierstämme, die wir heute kennen. Sie Spielte sich zu Beginn des Kambriums in einem Zeitraum von gerade mal fünf bis zehn Millionen Jahren ab. Hätte sich das Magnetfeld der Erde zuvor nicht erholt, wäre das nicht denkbar gewesen.

Ein Team der US-amerikanischen University of Rochester hat diesen Zeitraum untersucht und eine wichtige Entdeckung gemacht. Aus der im Fachjournal Nature Communications veröffentlichten Studie geht hervor, dass die magnetische Erholung mit der Bildung des festen Erdkerns zusammengefallen sein muss. Das könnte darauf hinweisen, dass dieser innere Kern direkt dafür verantwortlich ist.

„Der innere Kern ist enorm wichtig“, betont John Taduno. Er ist Professor für Geophysik an der privaten Universität im Bundesstaat New York. „Kurz bevor der innere Kern zu wachsen begann, stand das Magnetfeld am Rande des Zusammenbruchs, aber sobald der innere Kern zu wachsen begann, wurde das Feld regeneriert.“

Erholung vor 550 Millionen Jahren

Den Forschenden gelang die Identifikation mehrerer kritischer Daten in der Geschichte des inneren Kerns. Von ihnen erhofften sie sich Aufschluss über die Historie und künftige Entwicklung der Erde und anderer Planeten im Sonnensystem. Mitunter bestimmten sie mittels eines CO2-Lasers und des Superconducting Quantum Interference Device (SQUID)-Magnetometers das Alter und Wachstum des Erdkerns bestimmen.

Sie stellten fest, dass die Erholung des Magnetfelds vor rund 550 Millionen Jahren eingesetzt haben muss. Das Team ist sich sicher, dass der innere Kern dafür verantwortlich sein müsse, da er den äußeren, flüssigen Kern stabilisiert habe. Vor gut 450 Millionen Jahren habe sich die Struktur des inneren Kerns verändert und die Grenze zwischen dem innersten und dem äußersten inneren Kern markiert.

„Da wir das Alter des inneren Kerns genauer eingrenzen konnten, konnten wir die Tatsache erforschen, dass der heutige innere Kern aus zwei Teilen besteht“, so Tarduno. „Plattentektonische Bewegungen an der Erdoberfläche haben sich indirekt auf den inneren Kern ausgewirkt, und die Geschichte dieser Bewegungen ist tief im Erdinneren in der Struktur des inneren Kerns eingeprägt.“ Dieses Verständnis könnte wichtige Hinweise auf die weitere Entwicklung der Erde und anderer Planeten geben.

Quellen: „Early Cambrian renewal of the geodynamo and the origin of inner core structure“ (Nature Communications, 2022); University of Rochester

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