Freitag, 19. Dezember 2014

Erzeugt die Erde ihre Gewässer im Erdinnern selbst?


Dieses bekannte Diagramm zur Plattentektonik zeigt die Erdmantelzirkulation, die durch den mittelozeanischn Rücken stets neues Gestein in die Erdkruste liefert. Laut den neusten Erkenntnissen könnte auf ähnliche Weise auch Wasser aus dem Mantel in die irdischen Ozeane transportiert werden. | Copyright: Byrd Polar and Climate Research Center


Columbus (USA) - Zur Frage, woher das lebenspendende Wasser der irdischen Ozeane ursprünglich stammt haben US-Forscher eine neuen Theorie vorgelegt. Demnach waren es nicht allein Asteroiden und Kometen, die bislang als Hauptlieferant für das Erdenwasser galten. Auch unser Planet selbst habe durch geologische Prozesse das Wasser selbst erzeugt - Prozesse, wie sie heute noch wirksam sind.

Wie Professor Wendy Panero und Jeff Pigott von der Ohio State University aktuell auf dem Jahrestreffen der American Geophysical Union (AGU) berichteten, könne die gleiche Menge an Wasser, die heute unsere Ozeane füllt, auch tief im Innern unseres Planeten verborgen sein.


Es handele sich um einen bislang unbekannten geochemischen Prozess, durch den die Erde in ihrem Innern über Milliarden von Jahren hinweg Wasser absondert und bis heute noch in kleineren Mengen durch Prozesse wie Plattentektonik aus ihrem Inneren heraus in die Ozeane abgibt.



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Im Gegensatz zur weit verbreiteten Vorstellung von der ursprünglich jungen Erde als trockene und lebensfeindliche Umgebung, die erst durch eisige Kometen und Asteroiden mit Wasser beliefert wurde, verfolgten Panero und Pigott die Hypothese, wonach die Erde schon mitsamt der Wassermenge ganzer Ozeane im Planeteninnern entstand und dieses Wasser seither nach und nach an die Oberfläche abgegeben wurde.

Tatsächlich weiß die Wissenschaft schon lange, dass der Erdmantel selbst große Wassermengen beinhaltet. Wie viel Wasser jedoch genau, war bislang ein Rätsel. Auch der Mechanismus, durch den dieses Wasser an die Oberfläche bzw. in die Ozeane gelangte, galt bislang als rätselhaft. Zudem stellten sich Forscher angesichts eines solchen Szenarios die Frage, ob diese Wasserquelle nicht schon längt versiegt sein müsste.


Da es keinen Methode gibt, den tieferen Erdmantel selbst zu untersuchen, haben sich die Wissenschaftler der Frage mit Experimenten der Hochdruck-Physik und Computerberechnungen genähert.


"Wenn wir nach der Herkunft des Wassers auf unserer Erde fragen, so stellt sich die Frage, was unsere Erde im Vergleich zu den anderen Planeten im Sonnensystem so einzigartig macht", erläutert Panero. "Die Erde ist hier so einzigartige, weil sie der einzige Planet mit flüssigem Wasser auf der Planetenoberfläche und auch der einzige Planet mit aktiver Plattentektonik ist. Vielleicht ist als das Wasser im Erdmantel ein Schlüssel zum Verständnis der Plattentektonik und ein Teil dieser Prozesse ist genau das, was die Erde lebensfreundlich macht."


Die Grundlage der Hypothese der Forscher ist die Beobachtung, dass Gestein dem menschlichen Auge zunächst als sehr trocken erscheinen kann, aber dennoch Wasser in Form von Wasserstoffatomen enthalten kann. Da die Mineralien reich an Sauerstoff sind, kann es im Innern von Gestein zu bestimmten Reaktionen kommen, durch die Wasser entstehen kann.


Da der Erdmantel mehr als 80 Prozent des Planetenvolumens darstellt, könnte auf diese Weise in ihm gebundenes Wasser schlussendlich gewaltigen Mengen entsprechen.


Anhand entsprechenden Hochdruck-Experimenten mit verschiedenen im Erdmantel vorkommenden Mineralien stellen die Forscher nun fest, dass selbst heute noch etwa halb so viel Wasser im Erdmantel gebunden sein könnte, wie es derzeit die Oberflächenozean füllt. Dieses Wasser zirkuliert demnach fortwährend durch den Prozess der Plattentektonik.


"Unsere Ergebnisse stützen die Vorstellung von einem komplexen Zusammenhang zwischen Plattentektonik und Oberflächenwasser", so Panero. "Wie es scheint, reguliert die Mantelkonvektion die Menge des Wassers in den Ozeanen." Dadurch verlängert sich zugleich die Zeitachse des irdischen Wasserzyklus'. "Sollte sich die Zirkulation des Wassers durch den Mantel als Teil des irdischen Wasserkreislaufs herausstellen, und dieser also nicht nur aus dem Kreislauf zwischen Oberflächengewässern und Atmosphäre bestehen, so würde dieser Kreislauf unseres Wassers mehrere Milliarden Jahre dauern", so die Forscher abschließend.


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