Reise ins Innere der Erde
Wissenschaftler an der Universität Münster erforschen das rege Innenleben unseres Planeten und untersuchen Mantelkonvektion und Geodynamo
Schnappschuss aus der Computersimulation: Links steigt heißes Material auf und bildet Platten, rechts sinkt erkaltetes Material in Subduktionszonen ab.
Für den einzelnen Menschen scheint das Antlitz der Erde statisch zu sein. Doch in größeren zeitlichen und räumlichen Dimensionen erweist es sich als höchst beweglich, eine Folge der ungeheuren Kräfte, die im Innern der Erde walten und die letztendlich unser aller Lebensraum gestalten. In der neuen Ausgabe des Forschungsjournal der Universität Münster geht Prof. Dr. Ulrich Hansen auf die Struktur und Dynamik des Erdinneren ein. Unter dem Titel "Die Erde in Bewegung" zeichnet Hansen ein aktuelles Bild vom Aufbau unseres Planeten und beschreibt die Forschung am Institut für Geophysik der Westfälischen Wilhelms-Universität.
Die Entwicklung von Computermodellen, mit deren Hilfe sich geologische Vorgänge im Zeitraffer nachbilden lassen, ist ein Forschungsschwerpunkt an der Universität Münster. Das Innere unseres Planeten ist einer direkten Beobachtung nicht zugänglich. Dennoch stehen der Wissenschaft verschiedene Hilfsmittel zur Verfügung, um die Vorgänge im Erd-Inneren auszuloten. Neben der Analyse von Erdbebenwellen und der Vermessung der Kontinentaldrift gehören hierzu Computer-Modellierungen.
Der Antriebsmechanismus aller tektonischen Phänomene, von der Kontinentalverschiebung bis zur Entstehung von Erdbeben, ist die sogenannte Mantelkonvektion. Am Institut für Geophysik gelang es erstmals, diesen Prozess unter realistischen Bedingungen im Computerexperiment nachzuvollziehen. Die Mantelkonvektion bewirkt einen stetigen Austausch an Gestein zwischen Erdkruste und dem darunter liegenden Erdmantel. Über geologische Zeiträume hinweg steigen gewaltige Massen von zähflüssigem Material zur Erd-Oberfläche auf und sinken dann wieder nach unten (Konvektion). Beim Aufsteigen kühlt das Mantelmaterial ab und verfestigt sich zu den tektonischen Platten, die teilweise als Kontinente über den Meeresspiegel hinausragen. Es ist gerade das Verhalten dieser Platten, das von bisherigen Modellen nicht korrekt erfasst wurde und das die münsterschen Forscher jetzt in ihre Berechnungen einbeziehen konnten.
Auch das Magnetfeld, das unseren Planeten vom Sonnenwind und der kosmischen Strahlung abschirmt, hat seinen Ursprung tief im Inneren der Erde. Die Arbeitsgruppe am Institut für Geophysik gehört weltweit zu den wenigen, die hierzu ein Computermodell entwickelt hat. Nach heutiger Auffassung ist das Magnetfeld auf die Bewegung von elektrisch leitfähigem Material, insbesondere geschmolzenem Eisen, im Erdkern zurückzuführen. Noch ungeklärt ist der genaue Mechanismus, auch bekannt als Geodynamo. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert dieses Projekt mit rund 300.000 Mark für die nächsten zwei Jahre. Für ihre Computermodellierungen setzen die Forscher an der Universität Münster auf sogenannte Parallelrechner. Solche Computer ermöglichen eine besonders effiziente Behandlung komplexer numerischer Probleme. Vor kurzem hat das Institut einen neuen Computer diesen Typs in Betrieb genommen. Es ist der mit Abstand leistungsfähigste Rechner an der Universität Münster.
