Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Krustenrecycling im Erdinneren – Marine Detektive wurden fündig

21.04.2011
Was sich tief unter dem Meeresboden abspielt, ist dem Menschen immer noch weitestgehend verborgen.

An den Grenzen der auf dem zähflüssigen Erdmantel schwimmenden Erdkrustenplatten wird ständig Material produziert und vernichtet, was mit Vulkanismus und Erdbeben oft erhebliche Naturgefahren nach sich ziehen kann. Wissenschaftler des Deutschen Geoforschungszentrums Potsdam und des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) sind durch die Analyse submariner Vulkangesteine einen wichtigen Schritt zum Verständnis der Umwandlungsprozesse im oberen Erdmantel weitergekommen. Die Studie erschien vorab in der Onlineausgabe der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience.

Die Theorie der Plattentektonik nach Alfred Wegener ist gerade erst 100 Jahre alt, auf geologischer Zeitskala nicht einmal ein Wimpernschlag. Der deutsche Geowissenschaftler postulierte im Jahr 1915 erstmals, dass die obere Erdkruste in Platten aufgeteilt ist, die sich auf dem zähflüssigen Erdmantel bewegen. Dabei verändert sich die Oberfläche unseres Planeten ständig, an mittelozeanischen Rücken entsteht durch Aufsteigen von Magma neuer Meeresboden, während er in den Tiefseegräben wieder in den Erdmantel gedrückt, aufgeschmolzen und recycelt wird. Diese Prozesse führen an den Plattengrenzen oft zu verheerenden Vulkanausbrüchen oder Erdbeben wie zuletzt in Japan.

Wie der Recyclingprozess der Erdplatten, der bereits seit mehreren Milliarden Jahren andauert, genau funktioniert ist weitgehend unbekannt, da keine direkte Messungen im Erdmantel durchgeführt werden können. Dennoch ist es Wissenschaftlern aus Potsdam und Kiel jetzt gelungen, ein weiteres Mosaiksteinchen in diesem Puzzle zu entschlüsseln.

Geologen des Deutschen Geoforschungszentrums (GFZ) in Potsdam und des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) untersuchten Proben aus dem Südostpazifik, wo es in großer Entfernung von einem Plattenrand sogenannten „Hotspot“-Vulkanismus mit einer großen Zahl von Unterwasservulkanen gibt. Dort steigt heißes Magma aus dem Erdinneren auf, stößt durch die dünne ozeanische Platte und bildet Vulkane. Die Wissenschaftler konnten nun in den Proben solcher Unterwasservulkane chemische Spuren vulkanischen Materials identifizieren, das dieselbe Signatur aufweist wie das, was an aktiven Plattenrändern zu finden ist. „Dadurch können wir nachweisen, dass es einen Zusammenhang zwischen dem an den mittelozeanischen Rücken aufsteigenden Magma und dem an Hotspots vorkommenden Material gibt“, erläutert Prof. Dr. Colin Devey, Co-Autor der Studie vom IFM-GEOMAR. „Die Konvektionsströme im oberen Erdmantel, die das Material bewegen, hängen also offensichtlich zusammen“, so Devey weiter.

Auf die Spur dieser Zusammenhänge sind der Kieler Geologe Prof. Devey und die Geochemikerin Dr. Nicole Stroncik vom GFZ in Potsdam (jetzt Texas A&M, USA) durch aufwändige chemische Analysen gekommen, die in Potsdam und Kiel durchgeführt wurden. Dabei gelang es zum ersten Mal neben chemischen Spuren von Sedimenten und Laven einer ehemaligen Ozeankruste auch das recycelte Tiefengestein Gabbro nachzuweisen, dem eine Schlüsselstellung in der Beweiskette zukommt.

„Die Ergebnisse helfen uns, die Fliessrichtungen und -prozesse im Erdmantel besser zu verstehen, die Rückschlüsse auf die Dynamik der Erdplattenbewegungen zulassen“, so Prof. Devey. „Wir führen hier einen langwierigen Indizienbeweis, da wir keinen direkten Einblick in diese Region unseres Planeten bekommen können und die Prozesse sehr langsam ablaufen. Da ist noch Raum für viele Forschergenerationen, weitere Mosaiksteine zu sammeln“, resümiert Devey.

Originalarbeit:
Stroncik, N.A., and C.W. Devey, 2011: Recycled gabbro signature in hotspot magmas unveiled by plume–ridge interactions. Nature Geoscience, DOI: 10.1038/NGEO1121.
Kontakt:
Prof. Dr. Colin Devey, cdevey@ifm-geomar.de
Dr. Andreas Villwock (Öffentlichkeitsarbeit), Tel.: 0431-600-2802, avillwock@ifm-geomar.de

Dr. Andreas Villwock | idw
Weitere Informationen:
http://www.ifm-geomar.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät
21.09.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Der Salzwasser-Wächter auf der Darßer Schwelle
19.09.2017 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie