Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität

Buchstabe B - Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität

Die Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität ist eine heute nur noch selten gebräuchliche Bezeichnung für die Kern-Mantel-Grenze. Sie befindet sich global in einer Tiefe von etwa 2.889 km (nach IASP91^[1]) bzw. 2.891 km (nach PREM^[2]). Dieser Übergang vom Erdmantel in den äußeren Erdkern ist gekennzeichnet von einer starken Änderung der seismischen Geschwindigkeiten, die bereits vor über 100 Jahren anhand von Fernbeben gefunden wurde.

Diese sehr markante seismische Grenzschicht des Erdkörpers wurde benannt nach Emil Wiechert und Beno Gutenberg, zwei der bedeutendensten deutschen Seismologen und Geophysiker. Wiechert schloss bereits Ende des 19. Jahrhunderts aus den Dimensionen der Erde, ihrer Gravitation und der Gravitationswirkung der Krustengesteine auf die Existenz eines Eisenkerns. Dessen Radius wurde im Jahre 1913 von Gutenberg aus seismologischen Messungen bestimmt. Seine Berechnung gilt bis heute als exakt.
Wiechert nahm die Entdeckung eines schweren Kerns – dessen Existenz bereits vorher wegen der mittleren Dichte der Erde (5,52 g/cm³) postuliert worden war, die zweimal so hoch wie jene des Granit ist – zum Anlass, sogenannte zweischalige Gleichgewichtsmodelle des Erdinnern (Erdkern +Mantel) theoretisch und praktisch zu berechnen. Wie später Karl Ledersteger (um 1965) zeigen konnte, liegt diese auch mittels Schwerefeld erschließbare Zweiteilung der inneren Erdfigur zwischen einem Erdellipsoid mit konstanter Dichte ("MacLaurin-Ellipsoid") und dem Wiechert-Modell, jedoch näher bei letzterem.

Die Grenzschicht zwischen dem Erdmantel und dem äußeren Erdkern ist von allen Diskontinuitäten der Erde (siehe Überblick) am stärksten ausgeprägt. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der P-Welle nimmt hier abrupt von fast 14 km/s auf etwa 8 km/s ab, S-Wellen breiten sich im äußeren Erdkern hingegen gar nicht aus. Daraus folgt die Annahme, dass der äußere Kern flüssig sein muss.

Oberhalb der Wiechert-Gutenberg-Diskontinutität befindet sich die erst viel später entdeckte D"-Schicht, die per Definition bereits zum unteren Teil des Erdmantels zählt. Diese Übergangszone ist zwischen 200 und 300 km mächtig und zeichnet sich durch einen starken Temperaturgradienten aus.

Einzelnachweise

1. ↑ Kennett, B. L. N. & Engdahl, E. R.: Traveltimes for global earthquake location and phase identification. Geophysical Journal International, Bd. 105, S. 429-465, 1991.
2. ↑ Dziewonski, A. M. & Anderson, D. L.: Preliminary Reference Earth Model, Physics of the Earth and Planetary Interiors, Bd. 25, S. 297-356, 1981