Wiederaufarbeitung am Meeresboden – Neue Erkenntnisse über "thermisches Recycling" von Meeressedimenten

An diesen Recycling-Stationen der Erde werden kalte ozeanische Kruste und darauf liegende wasserhaltige Sedimente des Meeresbodens quasi Huckepack in den heißen Erdmantel versenkt (subduziert). Wichtige Fragen sind, ob und wie Meeressedimente im Erdmantel zu den Stoffkreisläufen der Erde beitragen und ob sie dort schmelzen oder lediglich wasserreiche, flüssigkeitsähnliche Fluide freisetzen?

Eine Studie unter Federführung Kieler Meeresforscher liefert anhand der geochemischen Zusammensetzung von Vulkangesteinen aus Kamtschatka, eine der vulkanisch und seismisch aktivsten Zonen der Erde, neue Erkenntnisse. Hierfür wurden moderne, hochpräzise analytische Verfahren eingesetzt. Die Autoren der Studie zeigen, dass Meeressedimente in den Recycling-Stationen der Erde in Tiefen ab etwa 100 -120 km schmelzen können, in geringeren Tiefen aber lediglich wasserreiche Fluide, freisetzen (siehe Abbildung). Die vorliegende Studie bestätigt damit neue thermisch-geophysikalische Modelle, die ein Aufschmelzen von Meeressedimenten in den Recycling-Stationen der Erde voraussagen. „Ältere Modellstudien haben zu geringe Temperaturen für die Oberfläche der subduzierten Platte vorhergesagt und diese wären zu niedrig für das Schmelzen der Sedimente gewesen“, so Dr. Svend Duggen vom IFM-GEOMAR. „Unsere geochemischen Analysen der Vulkangesteine unterstützen neuere Berechnungen, aufgrund derer in großen Tiefen die Temperaturen für ein Schmelzen der Meeressedimente an der Oberfläche der Platte ausreichen sollten. In geringeren Tiefen überwiegt der Entwässerungseffekt durch die Freisetzung von Fluiden“, so Duggen weiter. Die Erkenntnisse tragen zu einem besseren Verständnis von Prozessen in den Recycling-Stationen der Erde bei, Ursprungsgebiete für Naturgefahren wie Vulkanismus und Erdbeben.

Quelle:
Duggen, S., Portnyagin, M., Baker, J., Ulfbeck, D., Hoernle, K., Garbe-Schönberg, D., and Grassineau, N., 2007: Drastic shift in lava geochemistry in the volcanic-front to rear-arc region of the Southern Kamchatkan subduction zone: Evidence for the transition from slab surface dehydration to sediment melting. Geochimica et Cosmochimica Acta, 71, 452-480.
Kontakt:
Dr. Svend Duggen (IFM-GEOMAR): Tel: 0431 600-2138, sduggen@ifm-geomar.de
Dr. Andreas Villwock (Öffentlichkeitsarbeit): Tel: 0431 600-2802, avillwock@ifm-geomar.de