Prøv avisen

Da Jordens indre blev videnskabens faste kerne

Inge Lehmann. Foto: ritzau

Inge Lehmann var Danmarks første og formentlig største seismolog. Hun opdagede Jordens faste kerne og lagde dermed fundamentet for vores indsigt i Jordens indre, som i dag har afgørende betydning

Seks grønne hoveder af fremtrædende, danske videnskabsmænd skuer ud over Frue Plads foran Københavns Universitets hovedbygning. I mandags fik mændene imidlertid selskab af en yderst prominent videnskabskvinde, da et syvende monument blev afsløret. Inge Lehmann (1888-1993) var Danmarks første seismolog, som for 80 år siden rystede vores hidtidige erkendelse om Jorden, da hun slog fast, at den indre kerne ikke er flydende, men fast.

I dag ved vi, at Jorden i grove træk består af fire lag: skorpen, kappen og den ydre og indre kerne. Skorpen er den overflade, vi går rundt på. Under kappen er Jordens ydre og indre kerne. Begge består af jern og nikkel, men temperatur- og trykforholdene ændrer sig med dybden, og derfor er den yderste flydende, mens den inderste er fast eller krystallinsk. Materialerne i kernen er med andre ord langsomt størknet til én stor kugle, der består af jernkrystaller og har en radius på godt og vel 1000 kilometer.

At vi i dag har så indgående viden om Jordens indre, kan vi i høj grad takke seismologien for. Videnskaben, som er en del af geofysikken, studerer Jordens opbygning ved at aflæse trykbølgers, også kaldet seismiske bølgers, udbredelse i Jorden. Den viden er afgørende for nogle af de vigtigste ressourcer, vi gør brug af i vores samfund, men mere om det senere.

På Inge Lehmanns tid var seismologien som international videnskab kun lige ved at tage form, og den herskende overbevisning var, at der under Jordens kappe er én kerne, der er flydende helt igennem.

Da Lehmann i 1925 blev ansat i den danske seismologiske tjeneste, vidste hun intet om seismologi. Hun var med til at opsætte målestationer ved Vestvolden i Rødovre og i Scoresbysund og Ivigtut i Grønland, som skulle måle rystelser, så man i et internationalt samarbejde kunne bestemme, hvor og hvornår jordskælv indtraf.

Hvor alt i dag er digitalt, blev datidens målinger registreret af en seismograf, som er det apparat, der måler og optegner jordrystelser, på et stykke papir. Det betød, at der på hver målestation var ansat en lokal til at skifte papiret og sende de registrerede data hjem. I sine bestræbelser på at forstå seismologien rejste Inge Lehmann dog selv rundt til målestationerne, og det var netop denne metode, der adskilte hende fra de øvrige videnskabsfolk på feltet dengang, forklarer seismolog Trine Dahl-Jensen fra De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (Geus).

”Lehmanns metode var usædvanlig i den forstand, at hun selv ville se, hvordan rystelsen så ud. For hende var det et spørgsmål om at være stringent, så alle målingerne blev læst på samme vis.”

Lehmann opdagede hurtigt, at de seismologiske målinger ikke kun siger noget om jordskælv, men også om Jordens indre struktur. Derfor begyndte hun at studere noget helt bestemt, som skulle blive afgørende for hendes opdagelse af Jordens faste kerne. Lehmann ledte efter det, der hedder P-ankomster i skyggezonen. For at forstå, hvad den tilsyneladende mystiske sætning betyder, er det nødvendigt at vide, hvordan rystelserne fra et jordskælv udbreder sig.

Det punkt, hvorfra et jordskælv udspringer, kaldes epicentret. Ved et jordskælv breder de seismiske bølger sig ned gennem Jorden i alle retningerne fra centret. Bølgerne er formet som halvkugler og består blandt andet af de såkaldte P-bølger. Fordi hastigheden stiger, når rystelserne kommer længere ind mod Jordens indre, bøjes bølgerne tilbage mod overfladen. Men når bølgerne rammer kernen, bøjes de tilbage i den anden retning, fordi hastigheden falder. På den måde opstår en skyggezone, altså et område på jordoverfladen, hvor man ikke forventer at registrere bølger fra jordskælvet.

Da Lehmann i 1929 studerede registreringerne fra et jordskælv i New Zealand, opdagede hun P-bølger i det, der ellers skulle være en skyggezone. Det førte til, at hun i 1936 udgav artiklen ”P”, som indeholdt en modig ny tese.

”Det, Inge Lehmann udtrak af sine målinger, var, at der i den flydende kerne måtte være en indre kerne af materialer med en høj hastighed. Det betyder, at nogle af bølgerne bøjes af i den indre kerne, så der er en ankomst i skyggezonen. Man kendte til skyggezonen før hendes tid, men det ekstraordinære ved Inge Lehmann var, at hun var i stand til at udlede, at der var P-ankomster i skyggezonen, netop fordi Jorden har en indre kerne med en høj hastighed,” forklarer Trine Dahl-Jensen.

At udlede noget, der på den tid gik så meget imod herskende erkendelser og intuitioner, er for Trine Dahl-Jensen et vidnesbyrd om, hvor vidende Inge Lehmann var på det seismologiske felt.

”At have en erkendelse, der giver så stort et skift i vores viden om, hvordan Jorden ser ud indeni, kræver en helt særlig indsigt og forestillingsevne.”

Mens en stor del af naturvidenskaben i dag beskæftiger sig med at skue væk fra vores klode og ud mod fjerne galakser og andre planeter, har Jordens indre været et tilsvarende stort mysterium, og vi har til alle tider undret os over, hvad der gemmer sig under os.

I både antik mytologi og i kristendommen findes således forestillinger om en slags ”underverden”. I 1694 foreslog den engelske astronom Edmund Halley (1656-1742), der har lagt navn til Halley’s Komet, at Jorden skulle bestå af adskillige, separate og hule sfærer indeholdt i hinanden, og at hver af disse indre planeter kunne være beboede. Og i Jules Vernes (1828-1905) klassiker ”Rejsen til Jordens indre” opdager en gruppe videnskabsmænd og eventyrere, at der i Jordens indre er et hav og levende dinosaurer.

Når vi i dag har detaljeret viden om Jordens indre, er det i høj grad takket være Inge Lehmann, lyder det fra Klaus Mosegaard, der er professor i geofysik ved Niels Bohr Institutet.

”Vi står på skuldrene af hende. I dag kan vi måle mere omfattende, vi har mere præcise seismografer og store computere, der kan lave beregninger. Inge Lehmann regnede det hele ud i hånden. Det er helt ufatteligt, at det kunne lade sig gøre.”

Inge Lehmanns opdagelse af Jordens faste kerne er ikke kun interessant, men også betydningsfuld. Jordens magnetfelt, som blandt andet beskytter os mod kosmisk stråling, dannes i Jordens kerne. Vores forståelse af feltet er altså afhængig af vores forståelse af Jordens indre. Men faktisk er viden om Jordens indre struktur af stor betydning af flere forskellige årsager, påpeger Klaus Mosegaard.

”Der er over 6000 kilometer ind til Jordens kerne. De øverste 5-10 kilometer af Jorden ved vi relativt meget om. Det er her, vi finder grundvand, mineraler, gas og olie, og viden om Jordens indre gør det nemmere for os at finde de ressourcer. De allerøverste lag er i virkeligheden meget vigtigere for os, end vi lige går og tror. Det er nemlig her, vores drikkevand bliver renset, så vi skal kende sammensætningen, så vi ikke forurener det.”

Inge Lehmann bliver dog ikke et syvende grønt hoved, der skuer hen mod Vor Frue Kirke. I stedet er hendes monument en sort stensøjle, som på fronten og bagsiden har aftegninger af seismiske bølger. På fronten sidder desuden Jordens indre i form af en stor, grøn kugle. Kigger man ind i kuglen, ser man en krystalstruktur, netop som i Jordens indre kerne. Kun på søjlens højre side findes en beskeden stregtegning af Inge Lehmann selv. Og det er meget passende, mener Klaus Mosegaard.

”I mange år blev hun overset herhjemme, men faktisk er hun én af de største. Det er rehabiliteret nu. Der er fokus på hendes opdagelser frem for hendes person, og på den måde er hendes monument stærkere end de øvrige. Som en understregning af substansen i hendes arbejde. Det er nok meget godt i tråd med hendes ånd.”

Foto: Mary Evans Picture Library/ritzau