Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stau im Erdmantel

01.04.2013
Mineralogen der Universitäten Jena und Bayreuth erklären im Fachmagazin „Nature Geoscience“, warum die Plattentektonik mancherorts zum Stillstand kommt

Die Erde ist in Bewegung. Was wir als festen Boden unter unseren Füßen wahrnehmen, verändert sich in Wahrheit ständig: Innerhalb eines Jahres driften Afrika und Amerika am mittelatlantischen Rücken einige Zentimeter auseinander, während sich der Boden des Pazifiks unter den südamerikanischen Kontinent schiebt.

„In ein paar Millionen Jahren wird Afrika auseinandergebrochen sein und Nordaustralien am Äquator liegen“, sagt Prof. Dr. Falko Langenhorst von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Die Plattentektonik führe zu einer permanenten Erneuerung der Ozeanböden, erläutert der Mineraloge. Die Lücken zwischen den driftenden Platten werden durch aufsteigendes geschmolzenes Gestein gefüllt und neue Ozeankruste entsteht. In anderen Regionen tauchen die Platten tief ins Innere der Erde ab und vermischen sich mit dem umgebenden Erdmantel.

Als einziger Planet unseres Sonnensystems betreibt die Erde ein solches regelmäßiges „Face Lifting“. Doch das ständige Auf und Ab der Erdkruste verläuft nicht überall reibungslos. „Seismische Messungen zeigen, dass in manchen Regionen, wo sich eine Platte unter eine andere schiebt, die Bewegung stagniert, sobald das Gestein eine bestimmte Tiefe erreicht hat“, sagt Prof. Langenhorst. Was den „Stau“ in den sogenannten Subduktionszonen verursacht, war bislang ungeklärt. In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Nature Geoscience“ legen Prof. Langenhorst und Geowissenschaftler der Uni Bayreuth nun erstmals eine Erklärung für dieses Phänomen vor (DOI: 10.1038/NGEO1772).

Demnach bleibt das Gestein der abtauchenden Ozeanplatte in 440 bis 650 Kilometern Tiefe – in der Übergangszone zwischen oberem und unterem Erdmantel – einfach stecken. „Der Grund dafür ist in der langsamen Diffusion und Umwandlung von Mineralkomponenten zu finden“, erklärt Mineraloge Langenhorst. Anhand von Hochdruckexperimenten konnten die Forscher zeigen, dass unter den vorherrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen in dieser Tiefe der Elementaustausch zwischen den Hauptmineralen der subduzierten Ozeanplatte, Pyroxen und Granat, extrem verlangsamt ist. „Die Auflösung der Pyroxen-Komponente im Granat ist so langsam, dass das abtauchende Gestein nicht mehr an Dichte zunimmt und deshalb stagniert“, sagt der Jenaer Forscher.

Interessanterweise staut es sich im Erdmantel gerade dort, wo der Ozeanboden besonders schnell ins Erdinnere abtaucht. „Im Tonga-Graben vor Japan zum Beispiel ist die Subduktionsgeschwindigkeit sehr hoch“, weiß Prof. Langenhorst. Dadurch bleibt das absinkende Gestein der ozeanischen Platte länger relativ kalt, was den Elementaustausch zwischen den Mineralkomponenten besonders erschwert. „Bis sich nur 1 mm kleine Pyroxen-Kristalle im Granat lösen, dauert es rund 100 Millionen Jahre, so lange stagniert die abtauchende Platte“, beschreibt Langenhorst den Gesteinsstau. Der kann sich erst an der Grenze zum unteren Erdmantel wieder auflösen. Dann nämlich wandelt sich Pyroxen aufgrund des höheren Drucks, der in 650 Kilometern Tiefe vorherrscht, in das Mineral Akimotoit um. „Das könnte zu einem schlagartigen Anstieg der Gesteinsdichte führen und würde das Absinken in größere Tiefen ermöglichen.“

Original-Publikation:
Van Mierlo VL et al. Stagnation of subducting slabs in the transition zone due to slow diffusion in the majoritic garnet. Nature Geoscience, DOI: 10.1038/NGEO1772
Kontakt:
Prof. Dr. Falko Langenhorst
Institut für Geowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Carl-Zeiss-Promenade 10, 07745 Jena
E-Mail: falko.langenhorst[at]uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neuer Baustein in der Bildung von Aragonit entdeckt
13.12.2018 | Universität Innsbruck

nachricht Wie beeinflussen Vulkane das Klima?
13.12.2018 | Universität Greifswald

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

Show Time für digitale Medizin-Innovationen

13.12.2018 | Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

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

Forschungsprojekt FastCharge: Ultra-Schnellladetechnologie bereit für die Elektrofahrzeuge der Zukunft

13.12.2018 | Energie und Elektrotechnik

GFOS-Innovationsaward 2019: Anmeldung ab sofort möglich

13.12.2018 | Förderungen Preise

Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

13.12.2018 | Informationstechnologie

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