Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Erkenntnisse über Eisenverteilung und Sauerstoffgehalt im Erdmantel

25.03.2004


Forscher des Bayerischen Geoinstituts der Uni Bayreuth haben ein Modell entwickelt, mit dem sich der allgemeine Oxidationszustand des Erdmantels erklären läßt, worüber in der neuesten "nature"-Ausgabe berichtet wird.


Querschnitt durch den Erdmantel mit den unterschiedlichen Oxidationszuständen von Eisen. Die Existenz von Fe2O3 und Fe-Metall ist ausschließlich an die chemische Struktur des unteren Mantel gebunden



Der eisenreiche metallische Erdkern wird von dem silikatischen Erdmantel umgeben. Eisen (Fe) ist nicht nur der wichtigsten Bestandteil des Erdkerns, sondern ist auch in großen Mengen in den silikatischen Erdmantelgesteinen vorhanden, allerdings normalerweise nicht als metallisches Eisen. Stattdessen kann es in verschiedenen Oxidationszuständen in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt entweder als FeO (zweiwertiges Fe) oder als Fe2O3 (dreiwertiges Fe) in Mineralen des Erdmantels eingebaut sein. Bei niedrigem Sauerstoffgehalt (reduzierende Bedingungen) liegt ein größerer Anteil an FeO vor, als bei oxidierenden Bedingungen bzw. einem hohem Sauerstoffgehalt. Untersuchungen an natürlichen Proben haben gezeigt, dass etwa 97% des Eisengesamtgehalts in Erdmantelgesteinen als FeO vorliegen, was auf sehr reduzierende Bedingungen innerhalb der Erde schließen läßt.



Hochdruckexperimente, die am Bayerischen Geoinstitut der Universität Bayreuth vorgenommen wurden und über die die renommierte Wissenschaftszeitschrift "nature" in ihrer neuesten Ausgabe berichtet, haben nun gezeigt, dass der untere Erdmantel (670-2900 km Erdtiefe) aufgrund bestimmter Eigenschaften seiner Minerale weitaus mehr dreiwertiges als zweiwertiges Eisen enthält. Zu einem derart hohen Anteil an Fe2O3 kann es jedoch nur kommen, wenn sich ein Teil des FeO zu Fe2O3 plus Eisen-Metall umwandelt. In den Bayreuther Experimenten konnte diese Reaktion nun tatsächlich nachgewiesen werden. Berechnungen haben ergeben, daß der untere Erdmantel zusätzlich zu seinen bekannten Mineralen ca. 1% Eisen in Metallform enthalten muß.

Aus der Existenz dieses metallischen Eisens im unteren Erdmantel haben die Forscher nunmehr ein Modell entwickelt, mit dem sich der allgemeine Oxidationszustand des Mantels erklären läßt. Vulkanismus und Erdbeben an der Erdoberfläche sind ein wichtiger Beleg für Konvektion bzw. Materialtransport in unserem Planeten. Es kann daher angenommen werden, dass ein Teil des metallischen Eisens aus dem unteren Mantel in der frühen Erdgeschichte vom Erdkern aufgenommen wurde, was jedoch zu einer relativen Erhöhung des Sauerstoffgehalt im Mantel führte. Über geologische Zeiträume könnte somit das Erdinnere den Sauerstoffgehalt auf der Erdoberfläche und der Atmosphäre beinflußt und möglicherweise beständig erhöht haben. Eine wichtige Konsequenz aus dieser Theorie ist somit auch, daß einer der wichtigsten Parameter zur Entstehung des Lebens auf der Erde von der Existenz metallischen Eisens im Erdmantel positiv beeinflußt sein kann.

Jürgen Abel M. A. | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bayreuth.de

Weitere Berichte zu: Eisen Erdkern Erdmantel FeO Mineral Sauerstoffgehalt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Heidelberger Forscher untersuchen einzigartige Unterwasser-Tropfsteine
24.11.2017 | Universität Heidelberg

nachricht Umrüstung auf LED-Beleuchtung spart Energie und Geld, führt aber zu steigender Lichtverschmutzung
23.11.2017 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie