Ozean in der Erdkruste? Wasserreservoir tausende Meter unter der Erde entdeckt
Die Wissenschaft bewertet die Übergangszone zwischen oberem und unterem Erdmantel neu. (Illustration: cigdem/ Shutterstock.com)
Ein deutsch-italienisch-amerikanisches Forscherteam hat anhand einer Diamanten-Analyse entdeckt, dass in der Erdkruste große Mengen Wasser vorkommen. Geowissenschaftler:innen der Goethe-Universität Frankfurt bestätigen nun, was bisher nur vermutet wurde: Die Übergangszone zwischen oberem und unterem Erdmantel enthält Wasser. Das hat Auswirkungen auf die Dynamik in über 400 Kilometern Tiefe.
Speicherkapazität entspricht 6 Mal unseren Ozeanen
Die Übergangszone befindet sich in 410 bis 660 Kilometern Tiefe. Bei einem Druck von bis zu 23.000 Bar verwandelt sich das Mineral Olivin, dessen Name von seiner Farbe stammt, in das dichter gepackte Wadsleyit. In 520 Kilometern unter der Oberfläche wird es zu einer noch komprimierteren Struktur namens Ringwoolit.
Diese Minerale können im Gegensatz zu Olivin große Wassermengen speichern. Frank Brenker vom Fachbereich Mineralogie/Nano-Geoscience erklärt, man kannte die Speicherkapazität. Theoretisch kann die Übergangszone die sechsfache Wassermenge aufnehmen, die unsere Ozeane führen. Brenker erklärt: „Wir wussten aber nicht, ob sie auch tatsächlich Wasser speichert.“
Dieser rund 1,5 Zentimeter große Diamant entstand in 660 Kilometern Tiefe. (Bild: Tingting Gu, Gemological Institute of America, New York, NY, USA)
Ein Diamant klärt auf
Das internationale Team analysierte einen Diamanten aus Botswana, der rund 660 Kilometer unter der Oberfläche entstanden ist. Er besitzt eine Reihe Ringwoolit-Einschlüsse. Die Forscher:innen untersuchten ihn mithilfe einer Reihe fortschrittlicher Verfahren (Raman-Spektroskopie, FTIR). Das Ergebnis: Der Diamant stammt aus einem normalen Stück Erdmantel und besitzt einen hohen Wassergehalt. Demnach ist die Übergangszone kein trockener Schwamm, sondern ein gigantischer Wasserspeicher.
Der „Ozean im Erdinneren“ tropft nicht
Brenker betont, dass man entgegen Jules Verne jedoch keinen Ozean im Erdinneren gefunden habe. Das wasserhaltige Gestein fühle sich nicht einmal feucht an und tropfe auch nicht. Die Studie zeige, dass abtauchende Tektonik-Platten Ozeanwasser in die Übergangsphase transportieren. „Der Wasserkreislauf unseres Planeten bezieht also auch das Erdinnere mit ein“, so die Pressemitteilung.
Wasser in der Erdkruste bringt mehr Dynamik ins Spiel
Der Wassergehalt der Übergangszone verändert die Sicht auf ihre Funktion. Zunächst ging die Forschung davon aus, dass ihre Mineralisierungsprozesse eine Barriere für die Dynamik schaffen. Da das Wasser über Mantle Plumes jedoch den Schmelzpunkt für aufstrebendes Material punktuell senkt, schmilzt der Mineralienmix dort sofort und macht die Gesteinsmassen flexibler. So sorgt die Übergangszone trotz der Mineralisierung für Antrieb im globalen Stoffkreislauf.
