Tief unter unseren Füßen liegt der äußere Erdkern, eine über zweitausend Kilometer dicke Flüssigkeitsschicht. Diese zwischen dem Erdmantel und dem festen inneren Kern liegende, superheiße Struktur besteht aus geschmolzenem Metall wie Eisen und Nickel.

Seismische Wellen, die bei Erdbeben und Vulkanaktivitäten gemessen werden, liefern Wissenschaftlern Informationen über die innere Struktur unseres Planeten. Die Bewegung dieser akustischen Wellen hängt jedoch stark von der Beschaffenheit des Mediums und der Tiefe ihres Ursprungs ab, was eine Einschränkung für die Informationen darstellt, die Seismologen durch seismische Beobachtungen erhalten können.

In einem kürzlich erschienenen Bericht beschrieben Wissenschaftler der Universität Tokio ihre Simulation des Erdmittelpunkts mit Hilfe eines Diamantambosses. Zum ersten Mal in der Geschichte wurde eine winzige Probe flüssigen Eisens komprimiert und über einen längeren Zeitraum unter ultrahohem Druck und hoher Temperatur in einer Laborumgebung gehalten.

Die japanischen Forscher untersuchten die Eisenprobe mit einer hochfokussierten Synchrotron-Röntgenquelle und maßen ihre Dichte. Sie fanden heraus, dass die komprimierte flüssige Eisenprobe etwa 8% dichter ist als der äußere Kern, dessen Dichte aus früheren Studien geschätzt wurde. Dies deutet darauf hin, dass der geschmolzene äußere Kern wahrscheinlich leichtere Elemente enthält, die bisher noch nicht identifiziert wurden.

Die neuen Erkenntnisse über die Zusammensetzung des Kerns könnten erhebliche Auswirkungen auf seine Bewegung haben. Durch die Kombination der auf einem Amboss basierenden Messung mit mathematischer Modellierung stellt diese Studie einen völlig neuen Ansatz zur Erforschung der inneren Struktur der Erde dar und verbessert unser Verständnis dessen, was sich unter ihrer Oberfläche befindet.

Diese Studie wird in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.