Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lebensspendende Gesteine sorgen dafür, dass die Erde nicht zur Wüste wird

27.09.2007
Hätte unser Planet nicht die Fähigkeit, Sauerstoff in den Tiefen ihres Mantels zu speichern, gäbe es auf ihm vermutlich kein Leben.

Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler der Universität Bonn, die im Labor das Mineral Majorit unter die Lupe genommen haben. Majorit kommt normalerweise nur in mehreren hundert Kilometern Tiefe unter hohen Drücken und Temperaturen vor.

Die Bonner Forscher konnten nun zeigen, dass das Mineral unter diesen Bedingungen als "Sauerstoffspeicher" fungieren kann. In der Nähe der Erdoberfläche zerfällt es; der Sauerstoff wird frei und verbindet sich mit Wasserstoff aus dem Erdinnern zu Wasser. Ohne diesen Mechanismus wäre der "blaue Planeten" wohl ebenso trocken und lebensfeindlich wie der Mars. Die Ergebnisse der Bonner Wissenschaftler erscheinen nun in der Zeitschrift "Nature" (doi:10.1038/nature06183).

Der sprichwörtlich "feste Boden" unter unseren Füßen ist eigentlich in stetigem Fluss: An den Grenzen zwischen den Kontinentalplatten, in den so genannten Subduktionszonen, taucht er viele hundert Kilometer ins Erdinnere ab. Dabei nimmt er auch Sauerstoff mit sich, der im Erdmantel als Eisenoxid gebunden ist und der noch aus den grauen Urzeiten des Universums stammt.

... mehr zu:
»Majorit »Mantel »Mineral »Sauerstoff

Tief unter der Erdoberfläche herrschen hohe Drücke und Temperaturen; das Mantelmaterial schmilzt. Das Eisenoxid durchläuft dabei eine chemische Metamorphose: Der darin gebundene Sauerstoff wird dadurch gewissermaßen reaktionsfähiger. Zudem wechselt er sein Transportmittel und wird in das exotische Mineral Majorit eingebaut, das nur in diesen Tiefen vorkommt. "Je höher der Druck, desto mehr Sauerstoff kann Majorit speichern", erklärt Professor Dr. Christian Ballhaus vom Mineralogischen Institut der Universität Bonn.

Sauerstoff fährt Fahrstuhl

Auch im Majorit fährt der Sauerstoff gewissermaßen Fahrstuhl - diesmal allerdings in umgekehrte Richtung: Wie warme Luft über der Heizung steigt das Mineral auf - Experten sprechen von Konvektion. In der Nähe der Erdoberfläche wird der Druck im Mantel zu schwach; das Majorit zerfällt. "Der gespeicherte Sauerstoff wird dabei frei", erläutert Ballhaus, der diesen Mechanismus zusammen mit seinen Mitarbeitern erstmals im Labor genau untersucht hat. "Er steht damit nahe der Oberfläche für alle Oxidationsreaktionen zur Verfügung, die Leben auf der Erde erst ermöglichen."

So dünstet die Erde permanent Wasserstoff aus, der sich mit dem Sauerstoff zu Wasser verbindet. Ohne den "Sauerstoff-Fahrstuhl" in ihrem Mantel wäre die Erde vermutlich ein lebensfeindlicher Wüstenplanet. "Planeten unter einer gewissen Mindestgröße haben nach unseren Ergebnissen kaum eine Chance, eine stabile wasserreichen Atmosphäre zu bilden", resümiert Arno Rohrbach, Doktorand am Mineralogischen Institut. "Der Druck im Erdmantel reicht bei ihnen einfach nicht aus, um genügend Sauerstoff im Gestein zu speichern und an der Oberfläche wieder abzugeben."

Bollwerk gegen den Sonnenwind

Je größer ein Planet, desto größer ist auch seine Fähigkeit, Wärme zu speichern. Entsprechend langlebiger und intensiver ist somit die Konvektion in seiner Hülle. Der Mars beispielsweise mit seinen knapp 7.000 Kilometern Durchmesser (der Erddurchmesser beträgt 12.700 km) hat sich längst soweit abgekühlt, dass sich in seinem Mantel nichts mehr bewegt. "Damit hat seine Hülle auch die Fähigkeit verloren, Sauerstoff zu transportieren und eine wasserreiche Atmosphäre auf Dauer zu erhalten", erklärt Ballhaus.

Auch in anderer Hinsicht ist die Größe eines Planeten für die Entstehung einer Atmosphäre entscheidend: Nur wenn die Temperaturen in seinem Innern so hoch sind, dass in ihm ein flüssiger Metallkern existiert, hat er auch ein Magnetfeld. Das Magnetfeld fungiert aber gewissermaßen als Bollwerk für den Sonnenwind, der sonst die Atmosphäre mit der Zeit einfach fortblasen würde.

Kontakt:
Professor Dr. Christian Ballhaus
Mineralogisches Institut und Museum der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-2933
E-Mail: ballhaus@uni-bonn.de
Arno Rohrbach
Telefon: 0151-17886397
E-Mail: rohrbaa@web.de

Frank Luerweg | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de/

Weitere Berichte zu: Majorit Mantel Mineral Sauerstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Meeresforschung in Echtzeit verfolgen
22.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Weniger Sauerstoff in allen Meeren
16.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie