23.03.2011

Unsere Erde im Schuhkarton

Das Experiment GeoFlow II soll beim Verständnis von Magmaströmungen helfen.

Das Experiment GeoFlow II soll beim Verständnis von Magmaströmungen helfen.

Die Experimentapparatur GeoFlow II wurde Mitte Februar an Bord des europäischen Raumtransporters ATV-2 „Johannes Kepler“ zur ISS geflogen und am vergangenen Wochenende im Fluid Science Lab (FSL) des COLUMBUS-Moduls der ISS installiert. Bis Mitte Juni diesen Jahres sollen die wissenschaftlichen Experimente unter Schwerelosigkeit ablaufen und Phänomene im Inneren der Erde untersuchen.

Abb.: Die GeoFlow II-Experimentapparatur (Bild: DLR)

Die Wissenschaftler um Christoph Egbers vom Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungslehre an der BTU in Cottbus haben die Verhältnisse im zähen Erdmantel in Zusammenarbeit mit der Firma EADS Astrium nun in einer schuhkartongroßen Apparatur nachgebaut. Zwischen einer inneren, massiven Kugel und einer äußeren Hohlkugel befindet sich eine zähe Ölschicht. Entsprechend den Temperaturverhältnissen im Erdinneren wird die innere Kugel geheizt und die äußere Hohlkugel gekühlt. Im Kugelspalt wird dann durch das Anlegen einer elektrischen Spannung ein zentralsymmetrisches Kraftfeld erzeugt, das die auf der Erde herrschende Schwerkraft simuliert. Außerdem werden die Kugeln gedreht, um die Erdrotation darzustellen. Eine Kamera fotografiert die Strömungsmuster, die während des Ablaufs auftreten.

Im Unterschied zum Vorgängerexperiment von 2008 wird nicht Silikonöl, sondern Nonanol im Kugelspalt zum Einsatz kommen. Dies ist eine klare, farblose Flüssigkeit, deren Viskosität stark temperaturabhängig ist. Sie spiegelt ideal die thermophysikalischen Eigenschaften des flüssigen Erdmantels wider, weswegen sich die Wissenschaftler ein verbessertes physikalisches Verständnis zum Beispiel von Magma-Strömungen im Erdinneren erhoffen. Das Nachfolgeexperiment ist bereits geplant und soll die Strömungen in der Atmosphäre simulieren.

DLR / KK

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