Die tiefste Probe, die jemals aus dem Erdmantel entnommen wurde, wird von Wissenschaftlern gewonnen und analysiert
Wissenschaftler haben rund 1,2 Kilometer tief gegraben und die bisher tiefste Gesteinsprobe aus dem Erdmantel entnommen. Jetzt analysieren sie dessen Struktur. Sehen Sie, was sie bereits entdeckt haben.
Wie die Atmosphäre ist auch der Planet Erde in Schichten unterteilt: die Kruste, der Mantel und der Kern. Die Kruste ist die äußerste, relativ dünne Schicht, in der wir leben. Der Mantel ist die Zwischenschicht, die direkt unter der Kruste liegt, aus Gesteinen mittlerer Dichte besteht und für die Bildung von Magma verantwortlich ist und etwa 2 900 Kilometer dick ist. Der Kern schließlich ist die innerste Schicht und besteht im Wesentlichen aus Eisen und Nickel.
Da der Erdmantel von einer mindestens 6 km dicken Kruste bedeckt ist, ist es im Allgemeinen nicht möglich, in ihn hineinzubohren. Die einzige Ausnahme ist, wenn er durch Verwerfungen freigelegt wird, wo sich ein Riss in der Kruste bildet.
Den Forschern gelang es jedoch, rund 1,2 Kilometer tief in den Erdmantel vorzudringen - die tiefste je gemachte Bohrung- und die Gesteinsprobe zu entnehmen. Diese Errungenschaft liefert neue Informationen über die Zusammensetzung dieser Schicht und könnte Hinweise auf die Ursprünge des Lebens auf der Erde liefern.
Neue Informationen über den Erdmantel
Niederländische Forscher haben den Erdmantel in der Region Mesoatlantic Dorsal ausgegraben, die die Grenze zwischen den nordamerikanischen Platten und denen Eurasiens und Afrikas bildet und mitten im Nordatlantik liegt, wo es einen natürlichen Riss in der Kruste gibt.
Dazu setzten sie zwischen April und Juni 2023 Geräte an Bord des Meeresbohrschiffs Joides Resolution ein. Dies geschah im Rahmen der Expedition 399 eines Projekts namens IODP (International Ocean Discovery Programme). Dies war die bisher tiefste Ausgrabung des oberen Erdmantels.
Die Ergebnisse der Analyse der Primärproben aus dem oberen Erdmantel wurden in einem Artikel in der Zeitschrift Science veröffentlicht. Die entnommene Probe besteht zu mehr als 70 % aus Gestein und hat eine Länge von 886 Metern ab dem gegrabenen Loch.
Die Probe wird derzeit noch analysiert, aber die Forscher haben bereits einige vorläufige Erkenntnisse über ihre Zusammensetzung gewonnen. Sie stellten fest, dass diese Mantelprobe im Vergleich zu Proben aus dem Urmantel weniger Pyroxene, ein häufiges gesteinsbildendes Mineral in Eruptivgestein, enthielt; außerdem wies sie sehr hohe Konzentrationen an Magnesium auf. Dies zeigt, dass diese Region in der Vergangenheit wahrscheinlich stark aufgeschmolzen wurde, was zu einer Pyroxenverarmung führte.
"Insbesondere das Mineral Orthopyroxen zeigte eine große Bandbreite an Häufigkeit auf verschiedenen Skalen, von Zentimetern bis zu Hunderten von Metern. Wir bringen dies mit dem Fluss der Schmelze durch den oberen Erdmantel in Verbindung. Wenn der obere Mantel unter den sich ausdehnenden Platten wächst, schmilzt er, und diese Schmelze wandert zur Oberfläche und heizt die Vulkane an", so Johan Lissenberg von der Universität Cardiff und Hauptautor der Studie.
Die Forscher wollen nun ein Modell entwickeln, das diesen Schmelzprozess simuliert, um zu verstehen, wie der Erdmantel schmilzt und wie das geschmolzene Gestein an die Oberfläche steigt, um Ozeanvulkane zu versorgen. Und die Modellierung dieses Prozesses könnte für das Verständnis des Ursprungs des Lebens auf der Erde entscheidend sein.
Quellenhinweis:
Lissenberg, C. J. et al. A long section of serpentinized depleted mantle peridotite. Science, v. 385, n. 6709, 2024.