:: Physikalsche Kleinigkeiten ::
Geophysik

:: 27.10.04 ::, Permalink
Sonne dreckig wie nie
Mit radioaktiven Elementen kann man sehr gut das Alter vieler Sachen bestimmen. Man kann aber auch die Anzahl der Sonnenflecken zählen. Dieses Kunststück haben Forscher aus der Schweiz, aus Finnland und aus Deutschland fertig gebracht. Sie haben alte Bäume und altes Holz untersucht und die ¹⁴C-Konzentation bestimmt. Diese schwankt hauptsächlich durch die Aktivität der Sonne, d.h. durch die Stärke des Sonnenmagnetfeldes. Dieses Magnetfeld kann nämlich die Kosmische Strahlung von der Erde fernhalten, die das ¹⁴C erzeugt. Das Magnetfeld ist aber dann stark, wenn es viele Sonnenflecken gibt. Wenn man nun die Daten aus den letzen 350 Jahren, in denen es Aufzeichnungen über die Anzahl der Sonnenflecken auf der Sonne gab, mit denen aus den Messungen an den Bäume abgleicht, hat man eine Methode die Anzahl der Sonnenflecken in den letzten 11 000 Jahren zu bestimmen. Herausgekommen ist, daß die Anzahl heute so hoch ist, wie in den letzten 11 000 Jahren nicht. Einen möglichen Zusammenhang mit der derzeitigen Erwärmung der Erdatmosphäre schließen die Forscher aber aus, da es in der Vergangenheit keine starke Korrelation zwischen der Anzahl der Sonnenflecken und der Temperatur der Erdatmosphäre gab. (Nature 431 (2003) 1084 )


:: 15.9.04 ::, Permalink
Erde ein Gasplanet?
Im Erdmantel kann Methan auf völlig anorganische Art und Weise entstehen. Das haben Geophysiker in den USA experimentell nachgewiesen. In einer Diamanten-Stempel-Zelle haben sie Drücke von bis zu 110 000 Atmosphären und 1500° C in einem Gemisch aus Eisenoxid, Calciumcarbonat und Wasser erzeugt. Die Verhältnisse entsprechen denen im Erdmantel. Entstanden ist Methan. Nun kann man anfangen zu spekulieren. Erzeugt die Erde Methan in größeren Mengen selber? Kommt das Methan bis zu Erdkruste? Ist das vielleicht eine mögliche Energiereserve? Wird vielleicht sogar Erdöl in Erdmantel so erzeugt? (H. Scott, Proc. Natl. Acad. Sci., im Druck)


:: 13.8.04 ::, Permalink
Öfter mal einen Stromausfall
Der große Stromausfall in den USA und Kanada letztes Jahr war ein Glücksfall für die Umweltforschung. Durch den Ausfall der Kraftwerke im Ohio-Tal konnte direkt gemessen werden, wo und wie die Luft schlecht war und wie sie schlagartig besser wurde. Der SO₂-gehalt der Luft sank teilweise um 90 %, der Ozongehalt um die Hälfte und die Anzahl der Rußteilchen um 70 %. Das haben Untersuchungen von Meteorologen der Universität Maryland ergeben. Das die Kraftwerke soviel Dreck pusten war nicht erwartet worden. (Geophysis. Res. Lett. 31 (2004) L13106 )


:: 22.7.04 ::, Permalink
Perowskit
Ein Nachtrag zur letzten Meldung:
Das Mineral des Erdmantels hat die gleiche Struktur wie Perowskit. Perowskit ist eine relativ seltene Titanverbindung, hier ein schönes Bild:



:: 22.7.04 ::, Permalink
Neues Mineral im Erdmantel
Vor kurzem wurde eine neues Mineral - bzw. eine neue Phase eines Minerals gefunden, das in der sogenannten D'' Schicht an der Grenze zwischen Erdmantel und Erdkern ziemlich häufig zu sein scheint. Nach der Entdeckung, haben nun japanische und schweizer Forscher in zwei theoretischen Arbeiten gezeigt, daß eine Reihe der bisher unverstandenen Eigenschaften der D" Schicht durch besonderen Eigenschaften der neuen Mineralphase erklärt werden können. Diese Mineralphase hat nämlich einer eher schichtförmige Struktur. Das würde eine Erklärung für die bisher ziemlich wenig verstandenen Eigenschaften dieser D" - Schicht liefern - wie zum Beispiel die merkwürdigen Eigenschaften von Erdbebenwellen, die durch die Schicht durchgehen. (Nature 430 (2004) 442 + 445 )


:: 10.7.04 ::, Permalink
Physik mit dem Vorschlaghammer
Kein Witz! Ein französischer Physiker hat in einem Experiment über Erdbebenwellen schlicht mit einem Vorschlaghammer auf eine auf dem Boden liegende Aluminiumplatte gehauen. Das Experiment hatte allerdings ein konkretes Ziel: Die sogenannte schwache Lokalisierung bei Erdbebenwellen nachzuweisen. Die schwache Lokalisierung ist ein Effekt, der bei anderen Wellen schon länger bekannt war. Wenn Wellen an einer Stelle erzeugt werden und danach an störenden Stellen in der Umgebung gestreut werden, kehren sie mit einiger Wahrscheinlichkeit an ihren Ursprungsort zurück und verstärken sich dort gegenseitig. D.h., die Intensität der Welle ist einige Zeit nach der Erzeugung am Ursprungsort wieder höher als in der Umgebung. Ein komischer Effekt, der insbesondere bei Elektronen in nicht sehr schönen metallischen Kristallen intensiv untersucht wurde. Bei Erdbebenwellen hatte man das bisher nicht beobachtet. Ist ja bei Erdbeben auch unschön: wenn man direkt über einem Erdbeben steht kommt es kurze Zeit später wieder zurück. ( E. Larose et al., Phys. Rev. Lett., im Druck)



:: 21.8.03 ::, Permalink
Technikfolgenabschätzung: Wasserstoff
Wasserstoff ist eine sehr umweltfreundliche Energiequelle, da bei der Verbrennung nur Wasser entsteht (z.B. in Brennstoffzellen). Aber auch hier muß abgeschätzt werden, welche unerwünschten Folgen diese neue Technologie hat. Wasserstoff, der unbeabsichtigt in die Atmosphäre gelangt, kann nach einer aktuellen Studie des California Institute of Technology die Temperatur der Stratosphäre verringern, wodurch die Ozonschicht weiter abgebaut werden würde. (Science 300 (2003) 1740)


:: 5.7.03 ::, Permalink
Blitze ohne Donner
Seit gar nicht so langer Zeit weiß man, daß es über den Wolken bei Gewittern Leuchterscheinungen gibt. Sie sind ziemlich dunkel, werden anscheinend meist von normalen Blitzen erzeugt bzw. begleitet und gehen hoch bis in die Stratosphäre. Man kennt blaue Jets, Sprites und sogenannte Elfen. Nun ist taiwanesischen Forschern die Beobachtung von gigantischen Jets gelungen, die mit keinem normalen Blitz verbunden sind und mit starker langwelliger Radiostrahlung verbunden ist. Letzteres zeigt, daß ein großer elektrischer Strom fließt. Die Folgen sind für die ganze Erde wichtig: durch diesen Strom wird die Hochatmosphäre aufgeladen und es werden viele chemische Reaktionen angestoßen; z.B. auch die Erzeugung von Ozon. (Nature 423 (2003) 974 )


:: 25.6.03 ::, Permalink
Ungeeichte Thermometer
Normalerweise muß man Thermometer eichen (bzw. kalibrieren). D. h. ein unbekanntes Thermometer mit einem Thermometer vergleichen, von dem man weiß, daß es die Temperatur richtig anzeigt. Eine neues, sehr genaues Thermometer, bei dem das nicht nötig ist und das zudem von Temperaturen ganz dicht am absoluten Nullpunkt bis normaler Zimmertemperatur funktioniert, haben Forscher aus Yale entwickelt. Sie schicken dabei einen Strom durch zwei Aluminiumschichten, zwischen denen sich eine Aluminiumoxidschicht befindet. Der Strom durch die Schichten rauscht auf charakteristische Art und Weise. Aus der Messung des Rauschens und der Spannung, die notwenig ist, um den Strom fließ zu lassen, kann man direkt - ohne Eichung - die Temperatur ausrechnen. (Science 300 (2003) 1929)
[Geräte, Neuentwicklungen]



:: 7.6.03 ::, Permalink
Wie Naß ist die Erde?
Auf der Erdkruste gibt es erwiesenermaßen viel Wasser. Bisher ist es aber nicht klar, wie viel Wasser sich tief im Erdmantel befindet. An der Grenze zwischen oberen Erdmantel und der sogenannten Übergangszone in 410 km Tiefe haben nun schweizer Forscher aus Untersuchungen von seismischen Wellen der Plattengrenze zwischen Eurasien und Afrika Hinweise darauf gefunden, daß dort Wasser existiert. Zwar nur etwas weniger als ein Prozent, aber der Erdmantel ist groß, und damit kann insgesamt viel mehr Wasser zusammenkommen, als in den Meeren vorhanden ist. (Science 300 (2003) 1556)


:: 16.5.03 ::, Permalink
Anti-Weltraumfahrt
Den Weltraum rund um die Erde kennt man mittlerweile ganz gut. Aber die Reise zum Mittelpunkt der Erde, die steht noch aus. Ein amerikanischer Planetenforscher hat nun einen Vorschlag gemacht, wie man das - natürlich unbemannt - machen könnte: Ein Erdbeben der Stärke 7 abwarten oder eine Explosion mit einer Stärke von einigen Megatonnen TNT erzeugen. Dann etwa eine Million Tonnen flüssiges Eisen in den entstandenen Riß in der Erdkruste und schließlich in das flüssige Eisen eine hitzefeste Sonde, die über seismische Wellen Informationen aus dem Erdinneren sendet. Der Eisentropfen mit der Sonde drin wäre dann etwa eine Woche später am Erdkern angekommen. Klingt verrückt, aber vielleicht ist es ja doch machbar, und ganz aktuell gibt es ja neue Erkenntnisse vom Erdkern, die man gleich überprüfen könnte.(Nature 423 (2003) 239 )


:: 16.5.2003 ::, Permalink
Anti-Weltraumfahrt
Den Weltraum rund um die Erde kennt man mittlerweile ganz gut. Aber die Reise zum Mittelpunkt der Erde, die steht noch aus. Ein amerikanischer Planetenforscher hat nun einen Vorschlag gemacht, wie man das - natürlich unbemannt - machen könnte: Ein Erdbeben der Stärke 7 abwarten oder eine Explosion mit einer Stärke von einigen Megatonnen TNT. Dann etwa eine Million Tonnen flüssiges Eisen in den enstandenen Riss in der Erdkruste und schließlich in das flüssige Eisen eine hitzefeste Sonde, die über seismische Wellen Informationen aus dem Erdinneren sendet. Der Eisentropfen mit der Sonde drin wäre dann etwa eine Woche später am Erdkern angekommen. Klingt verrückt, aber vielleicht ist es ja doch machbar, und ganz aktuell gibt es ja neue Erkenntnisse vom Erdkern, die man gleich überprüfen könnte.(Nature 423 2003 239 )