Wasser ist kein Schmiermittel

Wasser in der Erdkruste und im oberen Erdmantel spielt vielleicht doch nicht die wichtige Rolle als Schmiermittel der Plattentektonik, wie bisher vermutet.

Dieses Ergebnis präsentieren Geowissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature (13.06.2013) nach der Untersuchung von Wasser im Mineral Olivin.

Laborversuche der vergangenen drei Jahrzehnte ließen den Schluss zu, dass die Anwesenheit von Wasser zur Schwächung der mechanischen Festigkeit des Minerals Olivin führt, einem wichtigen Bestandteil des oberen Erdmantels.

In einer aktuellen Studie unter Federführung des Bayerischen Geoinstituts in Bayreuth wurde das Sekundärionen-Massenspektrometer (SIMS) des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ in Potsdam eingesetzt, um die Bedeutung des Wassers auf die mechanische Stabilität von Olivin zu überprüfen.

Wurden solche Studien bisher auf Basis mineralischer Aggregate vorgenommen, erlaubt die SIMS-Methode die Untersuchung der Rolle des Wassers im Mineralgefüge sogar in einzelnen Olivinkristallen, nahezu auf atomarer Skala.

Michael Wiedenbeck, der am GFZ die SIMS-Untersuchung durchführte: „Es hat sich gezeigt, dass Wasser einen sehr viel geringeren Einfluss auf die mechanische Festigkeit von Olivin hat als bisher angenommen. Diese Ergebnisse erfordern eine Neubewertung der Rolle von Wasser im Erdinneren.“ Eine wichtige Konsequenz daraus ist, dass die Vorstellung, Wasser diene quasi als Schmiermittel für die Plattentektonik, neu überdacht werden muss.

Hongzhan Fei, Michael Wiedenbeck, Daisuke Yamazaki & Tomoo Katsura – Small effect of water on upper-mantle rheology based on silicon self-diffusion coefficients

DOI: 10.1038/nature12193; vol 498; issue 7453; pp. 213-215