Das tiefste Loch, das jemals gebohrt wurde, heißt „das Kola Super Deep Borehole“, und doch ist es nur ein Nadelstich. Es dauerte mehr als zehn Jahre, bis dieser Weltrekord von mehr als 12 Kilometern in den 1980er Jahren auf einer russischen Halbinsel aufgestellt wurde.
Dann denken Sie daran, dass Sie mehr als 5.000 Kilometer tief gehen müssen, wenn Sie den inneren Kern der Erde erreichen wollen. Das ist aufgrund des enormen Drucks und der Temperaturen physikalisch unmöglich. Kein Mensch wird jemals ein Stück dieser großen Metallkugel in die Finger bekommen, die sich in einem rotglühenden äußeren Kern aus flüssigem Metall dreht.
Kein Wunder, dass es immer noch die notwendigen Geheimnisse birgt. Was macht das Ding da eigentlich? Laut chinesischen Geophysikern scheint sie sich in den letzten Jahren verlangsamt zu haben. Erst sei er etwas schneller gefahren als der Rest der Erde, jetzt scheine er Schritt zu halten, um womöglich bald etwas langsamer zu werden, schreiben sie im Fachblatt Natur Geowissenschaften.
Damit nicht genug: Die Forscher glauben einen Kreislauf zu erkennen, in dem sich die Rotation des inneren Kerns im Laufe von etwa siebzig Jahren immer wieder beschleunigt und verlangsamt. Diese Veränderungen sind möglich, weil die Metallkugel in ihrer flüssigen Metallschale „schwimmt“ und nicht mit dem Erdmantel und der dünnen Krustenschale verbunden ist, auf der wir leben. Der Effekt ist relativ subtil: Selbst bei Höchstgeschwindigkeit würde der innere Kern nur einen kleinen Bruchteil einer zusätzlichen Runde pro Jahr zurücklegen.
Sie machten sich ein Phänomen zunutze, das in so unpassierbare Tiefen vordringen kann: Schockwellen von Erdbeben oder Atomtests. Wie und wann sie nach ihrer Reise durch das Planeteninnere die Erdoberfläche erreichen, hängt davon ab, was ihnen unterwegs begegnet und wie sie davon abgelenkt werden.
Die Reise ist jedes Mal anders
Als die Forscher diese seismischen Signale untersuchten, fiel ihnen etwas auf: Seit den 1970er Jahren verläuft die Reise der Wellen durch den inneren Kern etwas anders. Dies lässt sich erklären, wenn sich der Kern schneller dreht als die Erdkruste und sich daher jedes Mal etwas verschiebt, sodass die Wellen immer durch unterschiedliche Stücke des Kerns liefen. Etwa ab dem Jahr 2009 hören diese Veränderungen auf, was darauf hindeutet, dass der innere Kern langsamer geworden ist und begonnen hat, sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Erdkruste zu drehen.
Was es mit der Rotation im Erdkern auf sich hat, ist laut Arwen Deuss, Professorin für Seismologie an der Universität Utrecht, eine seit langem bestehende Frage. Ein relevantes Thema auch wegen der Verbindung mit dem Erdmagnetfeld, das tief ins Weltall reicht und einen Schutzschild um die Erde vor schädlicher Sonnenstrahlung bildet. Dieses elektromagnetische Feld ist auch eine der Kräfte, die den metallischen Innenkern drücken und so seine Rotation beeinflussen.
Es ist bekannt, dass es zu Änderungen in der Stärke des Erdmagnetfeldes kommen kann, die wahrscheinlich durch wirbelsturmförmige Strömungen im flüssigen Außenkern verursacht werden. Manchmal kann es sogar komplett umkippen. Dass der Kompass wie heute nach Norden zeigt, ist also nicht selbstverständlich: Wenn man mit einer Zeitmaschine in die ferne Vergangenheit reisen könnte, könnte sie einfach in die andere Richtung zeigen.
Manchmal liegen zwischen diesen Umkehrungen der Magnetpole Zehntausende von Jahren, manchmal Millionen. Wie das kommt und was die Folgen an der Oberfläche wären, ist unklar. „Die Rotation des inneren Kerns kann Aufschluss darüber geben, wie die Kräfte im Inneren der Erde ausbalanciert sind und wie variabel oder stabil sie sind“, sagt Deuss.
Durch eine Linse aus Stoßwellen
Studien in den 1990er Jahren zeigten bereits, dass sich der innere Kern schneller zu drehen scheint als der Rest des Planeten, sagt sie. Der Befund stieß zunächst auf Unglauben. „Es gab Leute, die sagten: Das ist wohl erfunden, die Daten müssen manipuliert worden sein. Aber vor fünfzehn Jahren habe ich es mir selbst mit einem Doktoranden angeschaut, und wir haben es auch gesehen.‘
Doch auch Deuss hat Zweifel: Es bleibt schwierig zu bestimmen, was man sieht, wenn man durch eine Linse aus Stoßwellen ins Innere des Planeten blickt. So wächst der innere Kern jedes Jahr um schätzungsweise 1 Millimeter, weil der flüssige äußere Kern langsam erstarrt. So wie ein sich verfestigendes Schelfeis immer wieder neue Unregelmäßigkeiten zeigt, passiert vielleicht dasselbe auf der Oberfläche der sich verfestigenden Metallkugel, sagt sie. Dies mag auch eine Erklärung dafür sein, dass die Stoßwellen jedes Mal etwas anders ausgelenkt werden. „Ich bin überzeugt, dass wir Veränderungen beobachten, aber dass es an der Rotationsgeschwindigkeit liegt, bleibt schwer zu beweisen.“
Aber trotzdem: Dass es Zyklen gibt, in denen der innere Kern abwechselnd beschleunigt und abgebremst wird, sei eine faszinierende Vorstellung, sagt der Seismologe. Bemerkenswerterweise korrespondieren die Dauern gut mit winzigen Änderungen in der Geschwindigkeit, mit der sich die Erde als Ganzes um ihre Achse dreht, und Variationen in der Stärke des Erdmagnetfelds. „Es macht dich glücklich, wenn du solche Verbände mehr oder weniger umsonst bekommst. Ich bin wieder voll motiviert, selbst damit anzufangen.“