Veränderungen in verschiedenen Bereichen unseres Erdsystems summieren sich nicht einfach – sie können sich wechselseitig verstärken. Das Überschreiten der planetaren Belastungsgrenze in einem Bereich kann den vom Menschen verursachten Druck auf andere planetare Grenzen erhöhen. Zum ersten Mal hat ein internationales Forscherteam nun einige der planetaren Wechselwirkungen im Erdsystem beziffert.
Mit Hochdruck wie in 2700 Kilometern Tiefe hat ein internationales Forscherteam neue Einblicke in die Eigenschaften des häufigsten Minerals der Erde gewonnen: Die Messungen zeigen, wie sich Bridgmanit an der Grenze zum Erdkern in sogenanntes Post-Perowskit umwandelt. Beide besitzen dieselbe chemische Zusammensetzung, aber einen unterschiedlichen inneren Aufbau. Da Bridgmanit der Hauptbestandteil des Erdmantels ist, hat diese Struktur-Umwandlung erhebliche Auswirkungen auf die Dynamik im unteren Erdmantel, einschließlich der Ausbreitung von Erdbebenwellen. Die Untersuchungen an der Extreme Conditions Beamline von DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III können bestimmte irreguläre seismische Beobachtungen erklären, wie das Team unter Leitung von Sébastien Merkel von der Universität Lille (Frankreich) im Fachblatt „Nature Communications“ berichtet.
Die Vulkaninsel Kueishantao im Nordosten Taiwans ist ein extremer Lebensraum für marine Organismen. Mit einem aktiven Vulkan verfügt das küstennahe Gebiet über ein einzigartiges Hydrothermalfeld mit einer Vielzahl an heißen Quellen und vulkanischen Gasen. Der Säuregehalt des Untersuchungsgebietes zählte zu den höchsten der Welt. Das gut zugängliche Flachwasser rund um der Vulkaninsel gehört damit zu den idealen Forschungsumgebungen, um die Anpassungsfähigkeiten von zum Teil hoch spezialisierten marinen Organismen wie Krebse an stark versauertes und toxisches Meerwasser zu untersuchen.
Wann droht die nächste Eruption? Untersuchungen von Proben des indonesischen Merapi zeigen, dass die Explosivität von Schichtvulkanen steigt, wenn mineralstoffreiche Gase die Poren und Mikrorisse in der obersten Gesteinsschicht versiegeln. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten zur Vorhersage eines Ausbruchs.
Mikrobiologen der Max-Planck-Institute für terrestrische Mikrobiologie in Marburg und für marine Mikrobiologie in Bremen haben einen Stoffwechselweg entdeckt, der eine wichtige Rolle beim mikrobiellen Abbau der Algenbiomasse im Ozean spielt. Die Aufklärung der genauen Abläufe auf molekularer Ebene bis hin zum Nachweis der weltweiten Verbreitung liefern wertvolle Informationen für künftige Berechnungen der Kohlendioxid-Bilanz der Weltmeere.
Ein neuer Weg zur Datierung eines gängigen Minerals könnte helfen, Erzlagerstätten zu lokalisieren und die Mineralexploration weltweit zu verbessern, so Wissenschaftler der University of Queensland. Die Forscher haben ein neues Referenzmaterial identifiziert und ein hochmodernes Instrument eingesetzt, um Gesteinsformationen in Zentralasien besser datieren zu können.
Die Erosion von Böden reduziert die Produktivität von Ökosystemen, sie verändert die Nährstoffkreisläufe und sie wirkt sich damit direkt auf das Klima und die Gesellschaft aus. Ein Forscherteam untersuchte zeitliche Veränderungen der Bodenerosion, indem es Sedimentablagerungen in mehr als 600 Seen weltweit analysierte. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Sedimente vor rund 4.000 Jahren weltweit deutlich zugenommen hatten. Gleichzeitig nahm darin der Anteil an Pollen von Bäumen stark ab, was ein klarer Indikator für eine Entwaldung ist. Der Studie nach hatten Einflüsse des Menschen, wie eine veränderte Landnutzung, die Bodenerosion schon lange vor der Industrialisierung verstärkt.
Eiszeitzyklen prägten die letzten 2,6 Millionen Jahre der Erdgeschichte. Fest steht, dass Veränderungen der Konzentration von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen in der Atmosphäre maßgeblich für diese natürlichen Wechsel von Kalt- und Warmzeiten verantwortlich waren. Wodurch jedoch der Kohlendioxidanstieg ausgelöst wurde, der die Übergänge von Kalt- zu Warmzeiten prägte, war bisher nicht zufriedenstellend verstanden. Dr. Martin Kölling vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen hat zusammen mit Kolleginnen und Kollegen ein neues Modell entwickelt, in dem die Verwitterung von Pyrit, einem oft vorkommenden schwefelhaltigen Mineral, hierbei eine Schlüsselrolle zukommt.
Eine neue internationale Studie unter der Leitung eines Monash-Geowissenschaftlers hat ergeben, dass auf der frühen Erde mehr Kruste gebildet wurde, als bisher angenommen. Die heute in Nature GeoScience veröffentlichte Studie ist Teil des Forschungsprojekts “Pulse of the Earth”. Sie hat erhebliche Auswirkungen auf unser Wissen über die Wachstumsrate der Kruste in den frühesten Zeiten der Erde und die Entwicklung der globalen Tektonik.
Ein Team von Wissenschaftlern ist zu dem Schluss gekommen, dass die Erde ein zuvor unterschätztes schweres Massenaussterbeereignis erlebt hat, das vor etwa 260 Millionen Jahren stattfand und somit die Gesamtzahl der großen Massenaussterbeereignisse in der geologischen Aufzeichnung auf sechs erhöht.