Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Konstantes Verwittern - Erstaunliche stabiles Verhalten trotz Eis- und Warmzeiten

09.06.2015

Dass Verwitterung mit dem Wetter zu tun hat, geht bereits aus dem Wort hervor.

Um so erstaunlicher ist das Forschungsergebnis einer Gruppe von Geowissenschaftlern, die feststellen konnten, dass die Unterschiede in der Verwitterung von Gestein in den letzten zwei Millionen Jahren ziemlich gleichmäßig waren, trotz der ausgeprägten Kalt- und Warmzeiten, zwischen denen das Erdklima in diesem langen Zeitraum hin- und herschwankte.


Beryllium-Nuklidproduktion

In Meeressedimenten, die von den Flüssen der Erde Jahr für Jahr aus der Verwitterung von Silikatgesteinen gespeist werden, stellten die Forscher einen sehr gleichmäßigen Eintrag fest: die Schwankungsbreite der Verwitterungsraten lag unter zehn Prozent.

Die Oberfläche der Erde wird ständig verändert: chemische Reaktionen zwischen Wasser und Gestein lösen Minerale auf, bilden Boden und waschen abgetragene Bestandteile als Sediment in die Ozeane. Dabei wird der Atmosphäre Kohlenstoff entzogen und in den Ozeane ablagert, womit die Erdtemperatur vor dem Eingriff des Menschen über Millionen Jahre in einem für das menschliche Leben günstigen Bereich gehalten wurde.

Die Wissenschaftler erwarten eigentlich eine hohe Fluktuation zwischen den Verwitterungsraten in Kalt- und Warmzeiten. Messen Geowissenschaftler heute den Transport von verwittertem Gestein in den Flüssen der Erde, so finden sie langsamere Raten in den trockenen und kalten Regionen. In den Kaltzeiten waren die Temperaturen niedriger, die Niederschläge geringer und die Vegetationbedeckung war in vielen Erdregionen weniger dicht als in den Warmzeiten.

Also sind die Verwitterungsraten in den Kaltzeiten geringer. Umgekehrt werden in den Warmzeiten beschleunigte Verwitterungsreaktionen durch mehr Niederschlag, höhere Temperaturen, mehr Vegetation und schmelzendes Gletschereis erwartet.

„Anstelle dieser durch das Klima gesteuerten unterschiedlichen Verwitterungsraten von Gestein fanden wir eigentlich keine spürbaren Unterschiede in der Gesteinsverwitterung über zwei Millionen Jahre“, stellt der Geochemiker Friedhelm von Blanckenburg vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ als Hauptautor der Studie fest.

Zusammen mit seinem GFZ-Kollegen Julien Bouchez, derzeit am Institut de Physique du Globe de Paris , nutzte er eine moderne geochemische Technik, die seit wenigen Jahren am GFZ eine zentrale Funktion in der Vermessung der Geschwindigkeiten von Erdoberflächenprozessen einnimmt. Man vergleicht die Konzentration von zwei Isotopen des Elementes Beryllium (Be).

Das Isotop 9Be wird in Silikatgesteinen auf der Erde gefunden; 10Be hingegen ist ein sehr seltenes radioaktives Isotop, dass durch kosmische Strahlung in der Atmosphäre erzeugt wird. von Blanckenburg: "10Be ist wie eine Uhr. Es regnet auf die Kontinente und Ozeane in mehr oder weniger konstanter Geschwindigkeit. 9Be hingegen zeigt, wieviel gelöstes Gestein von den Kontinenten in die Ozeane gewaschen wird.“

Durch die Bestimmung des Verhältnisses von 10Be zu 9Be in Sedimentschichten des Meeres konnte die vergangene Verwitterung für die letzten zwei Millionen Jahre rekonstruiert werden, mit dem überraschenden Resultat, dass es kaum Wechsel zwischen Kalt- und Warmzeiten gab.

Nun berechneten die Wissenschaftler Kate Maher und Dan Ibarra von der Stanford University (USA) aus Klimamodellen den Wasserabfluss der größten Flüsse der Erde für die letzte Kaltzeit und speisten die Daten in ein mathematisches Verwitterungsmodell ein.

Das Resultat war dasselbe. „Weil der globale Wasserabfluss stark von den großen tropischen Flüssen gesteuert werden, deren Wassermengen sich zwischen Warm- und Kaltzeiten kaum geändert haben, hat sich auch die globale Gesteinsverwitterung kaum geändert“, sagt von Blanckenburg.

Trotz dieser Erklärung bleiben Fragen offen: Warum hatte das Schmelzen der Gletscher und der Eintrag großer Mengen an abgemahlenem Gestein am Ende der Kaltzeiten keinen Einfluss, und warum sehen wir nicht den Einfluss der global veränderten Vegetation auf die Verwitterung?

Friedhelm von Blanckenburg, Julien Bouchez, Daniel E. Ibarra, Kate Maher: „Stable runoff and weathering fluxes into the oceans over Quaternary climate cycles”, Nature Geoscience, Advance online Publication, 08.06.2015, DOI: 10.1038/ngeo2452

Abb. in druckfähiger Auflösung finden sich hier:
Fig. 1: Beryllium-Nuklidproduktion
https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/05_Medien_Kommunikation/Bildarchiv/Gebirgserosion/GFZ-PR-F-14_Nuklid-Produktion.jpg
Fig. 2: Der globale Beryllium-Kreislauf
https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/05_Medien_Kommunikation/Bildarchiv/Gebirgserosion/Be-Cycle-press_fvb2015.png
Fig. 3: Satellitenaufnahme des Copper-River-Delta mit Sedimentfracht
http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=81784
Fig. 4: Sedimentfracht im Ganges-Delta aus 11 000 m Höhe
https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/05_Medien_Kommunikation/Bildarchiv/_Einzelbilder_PM/20150429_SedimentGanges.jpg
--
Keep up to date: GFZ-RSS Feed .

Franz Ossing
Helmholtz Centre Potsdam
GFZ German Research Centre for Geosciences
Deutsches GeoForschungsZentrum
- Head, Public Relations -
Telegrafenberg
14473 Potsdam / Germany
E-Mail: ossing@gfz-potsdam.de
Tel. +49 (0)331-288 1040
Fax +49 (0)331-288 1044
www.gfz-potsdam.de 

Franz Ossing | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas
20.04.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Von GeoFlow zu AtmoFlow
20.04.2018 | Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics