Versteckte Ozeane

Die geheimen Gewässer unter der Erdkruste

Der Mantel mit seinen drei Unterschichten (oberer Mantel, Übergangszone und unterer Mantel) ist 1.800 Meilen dick und nimmt etwa 84% des Erdvolumens ein. Die Kruste macht nur 1% aus. Bild: Sucher.

Jules Vernes Bestseller-Roman "Reise zum Erdmittelpunkt" beschreibt eine Expedition unter der Erdoberfläche und in die mysteriösen, unerforschten Höhlen und Wege, die darunter liegen. Felsige Küsten und eine Ansammlung bedrohlicher Bäume grenzen an einen riesigen unterirdischen Ozean, in dessen trüber Tiefe prähistorische Kreaturen leben. Während die Entdecker von ihrem neu getauften „Port Gräuben“ aus in See stechen, begegnen sie sogar einer Insel mit bizarren, uralten Flora und Fauna, die inmitten blassweißer Knochen und Schädel gedeiht. Und während die Geschichte als Science-Fiction-Werk eingestuft ist, scheint zumindest ein Teil der seltsamen Landschaft real zu sein.

Diamanten, die tief in unserem Planeten auftauchen, enthüllen Flecken von Mineralien, die Wasser enthalten. Eines dieser Mineralien ist Ringwoodit, ein wunderschöner, scharfer blauer Kristall, der bis zu 3% seines Gewichts an Wasser aufnehmen kann. Vor 2014 war Ringwoodit noch nie auf der Erde beobachtet worden. Aber was es wirklich bemerkenswert machte, war, dass die Diamanten aus 660 km Tiefe unter der Kruste stammten, irgendwo tief in einem, wie wir es für heiß halten, brütenden Mantel. Zwischen dem relativ trockenen oberen und unteren Mantel befindet sich ein Bereich, der als Übergangszone bezeichnet wird, aus der die Diamanten stammen.

Die Forscher besuchten Juína, Brasilien, wo sie Tausende dieser fleckigen, oft gelben Diamanten kauften. Sie wurden aus dem nahe gelegenen Schlamm mit vielen nicht größer als einem Kieselstein gesammelt. Die Flecken selbst waren manchmal ohne die Hilfe eines Mikroskops schwer zu erkennen, aber sie waren trotzdem da, eingebettet in den kristallinen Kohlenstoff der Diamanten.

Ein Diamant, der Ringwoodit enthält. Wissenschaftler schätzen, dass Ringwoodit und Wadsleyit etwa 60% der Übergangszone ausmachen, während die restlichen 40% andere Verbindungen und Mineralien sind.

Dies ist nicht die Art von Wasser, an die wir gewöhnt sind. Stattdessen sind die Inhaltsstoffe für Wasser - Wasserstoff- und Sauerstoffatome - in die Struktur des Minerals eingebettet. Flüssiges Wasser tritt erst aus, wenn der Diamant der Hitze und dem Druck der Übergangszone ausgesetzt ist, was ihn zu einer sehr feuchten Zone macht, die möglicherweise das Dreifache der Anzahl der Ozeane enthält, die wir hier an der Oberfläche haben.

Zum Vergleich: Der obere Mantel besteht hauptsächlich aus einem Olivinmineral, das überhaupt nicht viel Flüssigkeit speichern kann. Bevor Olivin jedoch zu Ringwoodit wird, verwandelt es sich in eine neue Kristallstruktur - Wadsleyit genannt -, wenn es die Übergangszone erreicht. Lücken in der Form von Wadsleyit machen es zu einem perfekten Halter für Wasserstoffatome, die dann in die Sauerstoffatome eintreten und sich mit diesen verbinden, die sich bereits im Mineral befinden. Die Fähigkeit von Wadsleyite, so viel Wasserstoff zu halten, macht es beim Schmelzen nass. In bestimmten Tiefen der Übergangszone wird Wadsleyit dann zu Ringwoodit, das Diamanten beim Aufstieg zur Erdkruste gesprenkelt. Die Diamanten sind dank ihrer natürlichen Haltbarkeit in der Lage, die Mineralien zu bewahren.

In ähnlicher Weise entdeckten spätere Forschungen des Mineralogisten Oliver Tschauner Diamanten mit Wassereis (auch bekannt als schwer fassbares Eis VII, eine Hochdruckform von Eis). Es war das erste Mal außerhalb eines Exoplaneten, dass wir es in der Natur beobachteten. Es war auch das erste Mal, dass wir frei vorhandenes H2O aus der Tiefe der Erde sahen. Die Tatsache, dass diese Diamanten nicht nur an einem Ort, sondern über weite Entfernungen - von China nach Südafrika - gefunden wurden, könnte bedeuten, dass dieses Phänomen weit verbreitet ist.

Pangaea wie vor 335 Millionen Jahren. Die Wissenschaftler schätzen, dass sich in der Übergangszone maximal das Dreifache des Wassers unserer Oberflächenmeere befindet, weil größere Wassermengen verhindert hätten, dass der Mantel die Platten bricht und die Kontinente schafft, die wir heute haben.

Diese besonderen Diamanten sind jedoch nicht die einzigen Beweise für verborgene Ozeane unter unseren Füßen.

Als Wissenschaftler in einem Labor die Bedingungen der Übergangszone nachbildeten, stellten sie fest, dass Wasser in Ringwoodit seine Viskosität verringerte und plötzlich mit Daten aus geophysikalischen und seismischen Messungen der realen Welt übereinstimmte. Die Messungen zeigten, dass die Übergangszone eine viel niedrigere Viskosität als der obere und untere Mantel hatte, was bedeutet, dass die Übergangszone viel wässriger war als ihre Gegenstücke.

Dieses Wasser trägt dann zum Verhalten des Mantels bei, bei dem durch Konvektion heißes Magma aufsteigt, während alles andere nach unten gedrückt wird (genau dieser Mechanismus ermöglichte es diesen Diamanten, aus dem Mantel aufzusteigen, wo sie dann von Vulkanen in Schlammbänke und Flüsse ausgespuckt wurden). . Dies bedeutet, dass unser Planet in Schwierigkeiten geraten würde, wenn dieses Wasser jemals verschwinden würde. Ohne Konvektion würden Vulkane verstummen und die Bodenfruchtbarkeit, die Tierwelt, die Landbildung und das Klima unseres Planeten erheblich beeinträchtigen.

Diese Entdeckung hat aber auch eine andere Bedeutung: Wir müssen überdenken, wie Wasser auf der Erde entstanden ist.

Ab sofort gibt es zwei verschiedene Theorien. Das erste ist, dass während der Entstehung der Erde Wassermoleküle an Staubkörnern hafteten, die schließlich mit Steinen verschmolzen, um den Planeten zu bilden. Diese Moleküle hätten die heftige, intensive Hitze des frühen Sonnensystems überlebt. Die zweite Theorie besagt, dass Asteroiden die Erde getroffen haben und ihre Wasserablagerungen dann in den Mantel gesunken sind. Derzeit gibt es keine klare Antwort.

Diese neuen Informationen könnten diejenigen beunruhigen, die mit früheren Modellen vertraut sind, bei denen der Erdmantel nur aus Feuer und Schwefel bestand. Aber wenn die am weitesten entfernte Menschheit in der Lage ist, 8 Meilen in die Kruste zu graben, bleibt das, was darunter liegt, eine Unsicherheit. Wenn wir unser Modell des Planeten überdenken, denke ich, dass es wichtig ist, sich an eine andere Idee zu erinnern, die Jules Verne in seinem Roman vorgeschlagen hat: „Die Wissenschaft, mein Junge, wurde auf vielen Fehlern aufgebaut; aber es sind Fehler, in die man gut hineinfallen konnte, denn sie haben zur Wahrheit geführt. “

Diese Geschichte wird in The Startup veröffentlicht, der größten Publikation für unternehmerische Initiative von Medium, gefolgt von +388.456 Personen.

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