Plattentektonik könnte von Anfang an auf der Erde aktiv gewesen sein

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Eine neue Studie der University of Tennessee at Knoxville legt nahe, dass die Plattentektonik vom Beginn des Planeten an aktiv gewesen sein könnte.  Die Plattentektonik ist eine wissenschaftliche Theorie, die die Erde in große Krustenstücke teilt. Diese bewegen sich langsam über den heißen zähflüssigen Mantel. Der Motor dieses Kreislaufs aus Entstehen und Vergehen von Platten ist die Mantelkonvektion unseres Planeten. Die neuen Erkenntnisse widersprechen früheren Vorstellungen, dass sich tektonische Platten erst im Laufe von Milliarden von Jahren entwickelten.

Die Arbeit, die in Earth and Planetary Science Letters veröffentlicht wurde, hat bedeutende Auswirkungen auf den Gebieten der Geochemie und Geophysik. Zum Beispiel könnte ein besseres Verständnis der Plattentektonik dazu beitragen, vorherzusagen, ob Planeten jenseits unseres Sonnensystems für das Leben geeignet sein könnten.

“Die Plattentektonik schuf erst die Bedingungen für das Leben”, sagte Nick Dygert, Assistant Professor für Petrologie und Geochemie in UT Department of Earth and Planetary Sciences und Co-Autor der Studie. “Je mehr wir über die archaische Plattentektonik wissen, desto besser können wir verstehen, wie die Erde so wurde, wie sie jetzt ist.”

Für die Forschung untersuchten Dygert und sein Team die Verteilung von zwei sehr spezifischen Edelgasisotopen: Helium-3 und Neon-22. Edelgase sind solche, die nicht (oder kaum) mit anderen chemischen Elementen reagieren.

Frühere Modelle haben das aktuelle Helium-3 / Neon-22-Verhältnis der Erde mit dem Argument erklärt, dass eine Reihe großräumiger Einschläge (wie die unseres Mondes) zu massiven Magma-Ozeanen führten, die entgasten und das Verhältnis jedes Mal und stufenweise erhöhten.

Dygert glaubt jedoch, dass das Szenario unwahrscheinlich ist.

“Es gibt zwar keine schlüssigen Beweise, dass dies nicht geschehen ist”, sagte er, “aber es hätte nur unter sehr spezifischen Bedingungen das Helium-3 / Neon-22-Verhältnis der Erde erhöhen können.”

Stattdessen glauben Dygert und sein Team, dass das Helium-3 / Neon-22 -Verhältnis auf andere Weise angehoben wurde.

Da sich die Erdkruste kontinuierlich bildet, nimmt das Verhältnis von Helium zu Neon im Mantel unter der Kruste zu. Durch die Berechnung dieses Verhältnisses im Mantel unter der Erdkruste und die Berücksichtigung dessen, wie dieser Prozess die Erdmasse über lange Zeiträume beeinflussen würde, kann eine grobe Zeitachse des tektonischen Plattenzyklus der Erde erstellt werden.

“Helium-3 und Neon-22 wurden während der Bildung des Sonnensystems produziert und nicht auf anderem Wege”, sagte Dygert. “Als solche liefern sie wertvolle Einblicke in die frühesten Bedingungen der Erde und die nachfolgenden geologischen Aktivitäten.”


Veröffentlichung: Nick Dygert, Colin R.M. Jackson, Marc A. Hesse, Marissa M. Tremblay, David L. Shuster, Jesse T. Gu. Plate tectonic cycling modulates Earth’s 3He/22Ne ratio. Earth and Planetary Science Letters, 2018; 498: 309 DOI: 10.1016/j.epsl.2018.06.044

Quelle: off. Pm der University of Tennessee at Knoxville

Titelbildunterschrift: Ein kombiniertes Bild der Platten und ihrer Grenzen. NASA / Goddard Space Flight Center Wissenschaftliches Visualisierungsstudio


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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.