Hat die Erde wirklich einen Pulsschlag?

Der Puls

Der Puls der Erde ist ein zentrales Thema in der Yara-Kampagne: Das Ziel ist, eine naturverträgliche Lebensmittelzukunft zu schaffen. Um mehr über die wissenschaftlichen Aspekte hinter dem Puls zu erfahren, sprach Yara mit Lars Eivind Augland, außerordentlicher Professor an der Fakultät für Geowissenschaften der Universität Oslo. Augland beschäftigt sich mit Geochronologie: Hier geht es um zeitliche geologische Abläufe - von der Entstehung der Kontinente bis hin zu den Klimaveränderungen im Laufe der Zeit.

Augland findet das Phänomen des 26-Sekunden-Pulses faszinierend und spannend.

- "Ja, man kann es eine Art Puls nennen. Die Erdkruste wird regelmäßig erschüttert. Diese Erschütterungen sind so klein, dass sie keine Bedrohung darstellen, wie es echte Erdbeben tun können."

Augland erklärt, dass dieser Impuls der Erde alle 26 Sekunden von seismischen Stationen auf der ganzen Welt aufgefangen wird. Am deutlichsten sind die Signale in Westafrika, Nordamerika und Europa zu spüren. Der Impuls ist eines der wenigen Signale, die regelmäßig, deutlich und genau erzeugt werden. Die Ursache ist unklar, aber es gibt verschiedene mögliche Erklärungen - darunter Meereswellen, Vulkane und Druckaufbau und -abbau in wassergefüllten Rissen in Sedimentschichten unter dem Meeresboden.

Ursprünglich wurden die Mikrobeben beziehungsweise der in Abständen von 26 Sekunden entdeckte Impuls durch die Wellenaktivität im Golf von Guinea in Westafrika erklärt. Besondere Tiefenverhältnisse, die Geometrie des Meeresbodens und die Küste gelten als mögliche Ursachen. Da die Wellen auf den Meeresboden treffen und dort eine Resonanz erzeugen, könnten sie sich wiederum als Erdbebenwellen in der Erdkruste ausbreiten", sagt Augland.

Er erklärt weiter, dass vulkanische Aktivität als weitere mögliche Erklärung angeführt wird, aber es wurden keine Spuren von aktiven Vulkanen im Meer in diesem Gebiet gefunden.

- Eine dritte Erklärung findet sich in der jüngsten Studie, die in der renommierten Fachzeitschrift "Earth and Planetary Science Letters" veröffentlicht wurde. Sie besagt, dass Flüssigkeit, die durch fraktale Rissnetzwerke in den Sedimenten unter dem Meeresboden fließt, die Ursache für die Beben ist", sagt Augland.

Die Regelmäßigkeit des Impulses könnte auf die besonderen Bedingungen am Meeresboden des Golfs von Guinea zurückzuführen sein, der aus wasserreichen Sedimentschichten besteht, die unter Druck stehen. Durch die Sedimentfracht des Niger-Flusses steigt der Wasserdruck im Meeresboden darunter. Die Druckunterschiede führen zu Wasserströmungen in Rissen im Meeresboden, ähnlich wie in einer Hydraulikpumpe, wo der Druck bis zu einem bestimmten Punkt ansteigt, bevor er als Auslöser abgelassen wird. Die Regelmäßigkeit des Druckaufbaus und -abbaus führt zu Erschütterungen, die von Seismometern weltweit als Impuls aufgezeichnet werden können. Der Druckunterschied kann durch die Wellenaktivität über dem Golf von Guinea noch verstärkt werden.

​"In diesem Sinne vereint die neue Studie frühere Erklärungen für die Wellenaktivität und die Bewegungen im oberen Teil der Erdkruste", sagt Augland.

Augland betont, dass keine der drei Erklärungen bisher gut genug getestet wurde. Dazu wären gründliche Unterwasseruntersuchungen in den betreffenden Gebieten des Golfs von Guinea sowie Messungen erforderlich, um die genaue Quelle der Beben zu ermitteln.

Entdeckt in den 60er Jahren

Die Tatsache, dass die Erde alle 26 Sekunden einen Puls hat, wurde in den frühen 1960er Jahren entdeckt. Der Puls wurde erstmals von dem amerikanischen Seismologen Jack Oliver aufgezeichnet, der unter anderem an der Theorie der Plattentektonik und an der Aufzeichnung von Atombombenexplosionen mithilfe seismischer Wellen arbeitete. Seitdem haben die Wissenschaftler genügend Daten gesammelt, um festzustellen, dass die regelmäßigen Beben über die erste Aufzeichnung hinaus andauern und eine Art rhythmischen Puls bilden.

- "Es ist bemerkenswert, dass diese Erschütterungen so regelmäßig auftreten, und das schon seit so vielen Jahrzehnten. Dies ist ein weiteres vorübergehendes Phänomen in einem geologischen Kontext. Wenn wir ein paar tausend Jahre zurückgehen, war der Meeresspiegel anders. Die letzte Eiszeit, die vor etwa 10.000 Jahren endete, führte zu großen Veränderungen des Meeresspiegels, als das Eis an Land schmolz. Solche Veränderungen des Meeresspiegels spielen wahrscheinlich eine Rolle", erklärt Augland.

Viele Impulse

Laut Augland hat die Erde viele Impulse. Einer davon ist dieser kurze Puls, der alle 26 Sekunden auftritt, während andere anhaltende Impulse von astronomischen Parametern und der Sonneneinstrahlung gesteuert werden.

- "Wir müssen uns die Schwankungen der Erdumlaufbahn um die Sonne und die Neigung der Erdachse ansehen, die die so genannten Milankovitch-Zyklen definieren. Diese Impulse mit verschiedenen vorhersagbaren Periodizitäten zwischen 10.000 und 400.000 Jahren werden aktiv zur Untersuchung des Klimas genutzt. Andere Impulse, die vorgeschlagen wurden, aber derzeit eher spekulativ sind, stehen im Zusammenhang mit dem Wärmeaustausch zwischen dem tiefen Erdmantel und der Erdkruste, der zur Entstehung von Supervulkanen, der Bildung von Kontinenten und plattentektonischen Zyklen führen könnte, die das Klima durch die Aufnahme oder Abgabe von CO2 in die Atmosphäre beeinflussen. Diese Zyklen haben eine Dauer von Dutzenden bis Hunderten von Millionen Jahren", erklärt Augland.

- "Als ich zum ersten Mal von dem Phänomen [26-Sekunden-Puls] las, hat es sofort mein Interesse geweckt, denn ich arbeite daran, einige dieser anderen Zyklen zu verstehen, um etwas über die Geschichte der Erde zu sagen. Natürlich ist es aufregend, dass es lokal regelmäßige und vorhersagbare Prozesse gibt, die global zu spüren sind. Dieser Puls sagt vielleicht nichts über die wichtigsten Prozesse auf der Erde und die Bedingungen für das Leben aus, aber er ist zweifellos interessant, weil er zeigt, wie die Welt miteinander verbunden ist. Und dann hat es etwas Geheimnisvolles, wenn man Phänomene entdeckt, die nicht so einfach zu erklären sind und an denen man über 50 Jahre lang gearbeitet hat, ohne genau zu wissen, woher sie kommen."

Sources

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