Vor zehn Jahren starb Inge Lehmann, die große alte Dame der Seismologie.
1936 gelang der Dänin durch Analyse von P-Wellen-Daten die Entdeckung
des Inneren Erdkerns.
Inge Lehmann wurde 1888 bei Kopenhagen geboren. Die Schulzeit verbrachte
sie in einer – für die damalige Zeit ungewöhnlich – koedukativen
Privatschule, die von einer Tante des Physikers Niels Bohr geführt
wurde. 1907 begann sie mit dem Mathematikstudium zunächst in Kopenhagen
und dann am Newnham College, Cambridge. Newnham College war damals eines
der ersten beiden Frauencolleges an der Universität Cambridge. Während
Frauen also an Vorlesungen und Prüfungen teilnehmen durften, erhielten
sie von der Universität Cambridge bis 1948 keine akademischen Titel
verliehen. 1911 kehrte Lehmann nach Dänemark zurück und arbeite
einige Jahre als „Computer“ oder Rechnerin in einem Büro für
Versicherungsmathematik. 1918 nahm sie ihr Studium der Mathematik in Kopenhagen
wieder auf und erwarb ihren Abschluss im Sommer 1920. Ab Februar 1923 arbeitete
sie als Assistentin des Professors für Wirtschaftsstatistik.
1925 wechselte sie ans geodätische Institut Den Danske Gradmaaling,
wo sie die Aufgabe erhielt, sich in die Seismologie einzuarbeiten. Sie
begann, mit drei Kollege ein seismographisches Netzwerk in Dänemark
und Grönland aufzubauen. Im Sommer erwarb sie ein Diplom in Geodäsie
und wurde zur Leiterin der seismologischen Abteilung ernannt. Diese Posten
hatte sie bis 1953 inne. Sie betreute die Instrumente in Kopenhagen, lernte
die wechselnden Besatzungen der Grönlandstationen ein und stellte
die regelmäßig erscheinenden Erdbebenkataloge zusammen.
Obwohl es nicht zu ihren ausdrücklichen Dienstaufgaben gehörte,
publizierte sie in dieser Zeit auch fünfunddreißig Aufsätze
mit Forschungsergebnissen, darunter 1936 eine Arbeit mit dem kurzen Titel
P’, in der sie die Existenz eines Inneren Erdkern postulierte.
Nach der Pensionierung folgte eine zweite, fruchtbare Forschungstätigkeit
über die Struktur des oberen Erdmantels und seine seismischen Diskontinuitäten.
P’
Die Arbeit P’ befasste sich mit der Laufzeit von seismischen Druckwellen,
den P-Wellen, die nach einem großen Erdbeben durch den gesamten Erdball
laufen und dabei auch den Erdkern durchdringen.
Innerhalb des Erdkerns bewegen sich P-Wellen langsamer als im Erdmantel.
Sie erreichen die Rückseite der Erde also später, als anzunehmen
wären, würde man nur die Geschwindigkeit im Erdmantel zugrunde
legen. Gleichzeitig werden die Wellen beim Eintritt in das andere Medium
des Erdkerns abgelenkt und wie durch eine große, einfach Linse gebündelt.
Daher gibt es bei einem Erdbeben eine Schattenzone, in der keine Wellen
zu registrieren sind.
Lehmann bemerkte nun, dass dennoch P-Wellen in der Schattenzone auftraten,
wenngleich sie gerade in den beiden Raumrichtungen, die von den damaligen
Messgeräten am besten erfasst wurden, äußerst schwach waren.
Da sich diese Erscheinung nach Lehmanns Meinung nicht durch Brechung oder
andere störende Phänomene an Grenzflächen innerhalb des
Erdmantels erklären ließen, postulierte sie die Existenz eines
Inneren Erdkerns, der aufgrund höherer Wellengeschwindigkeiten im
Vergleich zum Äußeren Erdkern als Streulinse für Erdbebenwellen
wirkt. Sie zeigte diese Wirkung anschaulich an einem vereinfachten Erdmodell,
das wesentlich zur Akzeptanz ihrer Idee beitrug.
Zwei Jahre später berechneten die Seismologen Gutenberg und Richter
den Radius des Inneren Erdkern auf 1200 km und die P-Wellengeschwindigkeit
auf 11,2 km/sec. Dass der Innere Erdkern im Gegensatz zum flüssigen
Äußeren Erdkern fest sei, wurde unabhängig voneinander
1940 von Birch und 1946 von Bullen vorgeschlagen.