Ein alter Ozean im Erdinnern

Einfluss einer Schmelze in Olivin aus Komatiit, dass auf 1,500 Grad Celsius erhitzt wurde, um Glas zu erzeugen. Dieses Glas enthält einen signifikanten Anteil an Wasser aus dem tieferen Erdmantel. A. Sobolev

Seit Jahrzehnten diskutieren Geologen die geodynamischen Prozesse, die die frühe Erdgeschichte geprägt haben. Ein internationales Team von Wissenschaftlern aus Frankreich, Deutschland und Russland, unter Beteiligung von Geochemikern des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel und der Christian-Albrechts Universität zu Kiel, konnten nun durch die Analyse winziger Proben vulkanischen Glases aus Kanada nachweisen, dass es seit mindestens 2.7 Milliarden Jahren schon wasserhaltiges Material im tiefen Erdmantel gibt. Die Studie erschien am 31. März in der internationalen Fachzeitschrift Nature.

Wasser ist für die Entwicklung der Erde und des Lebens auf unserem Planeten von besonderer Bedeutung. Die Existenz von Wasser ist deshalb bei der Erforschung anderer Planeten und möglichen extra-terrestrischen Lebens von hoher Relevanz. Geowissenschaftler interessiert in diesem Zusammenhang insbesondere, wie sich die Erde in den frühen Stadien ihrer Geschichte entwickelt hat.

Geochemische Analysen von Gesteinen aus dieser Zeit sind hierbei von zentraler Bedeutung. Einem internationalen Wissenschaftlerteam ist nun erstmals der Nachweis der Existenz eines sehr alten Wasserreservoir im tieferen Erdmantel gelungen, dessen Masse mit der der Weltozeane vergleichbar ist.

„Es handelt sich hier jedoch nicht um flüssiges Wasser, wie es sich Jules Verne in seinem Buch ‚Reise zum Mittelpunkt der Erde’ im Jahre 1864 vorstellte“, erläutert Dr. Maxim Portnyagin vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, einer der Ko-Autoren der Studie, die jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Nature erschienen ist. „Das Wasser ist in Gesteinen des Erdmantels gebunden“, so Portnyagin weiter.

Das internationale Forscherteam widmete sich Proben aus der Erdfrühgeschichte, die fast drei Milliarden Jahre alt sind. Die Gesteinsproben vulkanischen Ursprungs stammen aus dem Abitibi Gürtel im nordöstlichen Teil Kanadas.

„Wir haben winzige, nur 30 tausendstel Millimeter große Glaseinschlüsse in Olivinen untersucht, die in sogenannten archaischen Komatiiten vorkommen“, erläutert Dr. Dieter Garbe-Schönberg vom Institut für Geowissenschaften der Christian-Albrechts Universität zu Kiel, ebenfalls Ko-Autor der Studie.

„Darin wurden erstmals den Wassergehalt und verschiedene leichtflüchtige Spurenelemente (Rb, Ba, Cl, Pb, Sr, usw.) gemessen“, so Garbe-Schönberg weiter. Aus den Daten konnten die Forscher die ursprüngliche Zusammensetzung des Magmas und seine Kristallisationstemperatur bestimmen und damit Rückschlüsse auf seine Entstehung ziehen.

„Aufgrund unser Befunde können sich die Gesteine nicht durch einen Subduktionsprozess gebildet haben. Wir vermuten stattdessen, dass sich das Magma im tiefen Mantel gebildet hat und das Wasser und andere flüchtige Komponenten beim Aufstieg des Materials an der Übergangszone zwischen oberem und unteren Mantel eingeführt wurde“, ergänzt Dr. Portnyagin.

Mit Hilfe ihrer detaillierten Analysen konnten die Forscher zum einen die Existenz von Wasser in einem frühen Entwicklungsstadium der Erde nachweisen. Das Wasser könnte sich damals durch die Subduktion von wasserhaltigen Erdplatten angesammelt haben, das bis in die Übergangszone zwischen dem oberen und dem unteren Mantel vorgedrungen ist. Aus Sicht der Forscher kann zum anderen geschlossen werden, dass heute kein Wasser aus der Übergangszone aufgenommen werden kann, da heute die Temperatur des transferierten Mantelmaterials geringer als vor knapp drei Milliarden Jahren ist.

Originalarbeit:
Sobolev A., E. Asafov, A. Gurenko, N.T. Arndt, V.G. Batanova, M. Portnyagin, S. Krasheninnikov, D. Garbe-Schönberg, 2016: Komatiites reveal an Archean hydrous deep-mantle reservoir. Nature 531, 628–632, doi:10.1038/nature17152

Ansprechpartner:
Dr. Andreas Villwock (GEOMAR, Kommunikation & Medien), Tel.: 0431 600-2802, presse@geomar.de

Ansprechpartner für Medien

Dr. Andreas Villwock idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de/

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften

Die Geowissenschaften befassen sich grundlegend mit der Erde und spielen eine tragende Rolle für die Energieversorgung wie die allg. Rohstoffversorgung.

Zu den Geowissenschaften gesellen sich Fächer wie Geologie, Geographie, Geoinformatik, Paläontologie, Mineralogie, Petrographie, Kristallographie, Geophysik, Geodäsie, Glaziologie, Kartographie, Photogrammetrie, Meteorologie und Seismologie, Frühwarnsysteme, Erdbebenforschung und Polarforschung.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Innovative Spritzgussformen aus dem 3D-Drucker

Die Hochschule Offenburg hat jetzt zusammen mit Partnern aus der Industrie das Forschungsprojekt „Entwicklung 3D-gedruckter Multi-Material Spritzgussformeinsätze“ gestartet. Ein Prototyp eines späteren Serienteils ließ sich bislang nur in einer eigens…

Blasenkrebs: Wann eine Chemotherapie sinnvoll ist

Immunstatus erlaubt Abschätzung des Therapieerfolgs Bei Patientinnen und Patienten mit Blasenkrebs trägt die körpereigene Bekämpfung des Tumors durch das Immunsystem zur Wirksamkeit einer Chemotherapie bei. Das berichtet ein Forschungsteam der…

Genorte für übermäßiges Schwitzen identifiziert

Erkenntnisse von Genetikern der Universität Trier könnten helfen, die sogenannte Primäre Hyperhidrose besser zu behandeln. Petra H. muss bei einem Vorstellungsgespräch Briefe nach Wichtigkeit sortieren. Dabei hinterlässt sie große nasse…

Partner & Förderer

Indem Sie die Website weiterhin nutzen, stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. mehr Informationen

Die Cookie-Einstellungen auf dieser Website sind so eingestellt, dass sie "Cookies zulassen", um Ihnen das bestmögliche Surferlebnis zu bieten. Wenn Sie diese Website weiterhin nutzen, ohne Ihre Cookie-Einstellungen zu ändern, oder wenn Sie unten auf "Akzeptieren" klicken, erklären Sie sich damit einverstanden.

schließen