Alte Vulkane könnten neue Erkenntnisse darüber liefern, wie die Erdoberfläche recycelt wird, sagen Wissenschaftler der University of St Andrews. Eine heute in Nature Communications veröffentlichte Studie gibt Aufschluss über den Verbleib alter Erdkrustenteile und könnte zur Lösung des Geheimnisses beitragen, wie Erdoberfläche und -mantel miteinander verbunden sind.
Lange Zeit war es rätselhaft, weshalb die Erdatmosphäre seit rund zwei Milliarden Jahren viel mehr Sauerstoff enthält als die Atmosphäre anderer bekannter Planeten. Forscher am Bayerischen Geoinstitut (BGI) der Universität Bayreuth haben jetzt durch Hochdruck-Experimente eine bislang unbewiesene Vermutung erhärtet: Hohe Drücke in Magmaozeanen lösten in der frühen Erdgeschichte Prozesse aus, die bewirkten, dass der obere Erdmantel in einen stark oxidierten Zustand geriet. Dies führte in der Folgezeit dazu, dass sauerstoffhaltige Verbindungen wie Kohlendioxid und Wasser aus dem Erdmantel in die Atmosphäre entwichen. In „Science“ stellen die Wissenschaftler ihre Forschungsergebnisse vor.
Wie ist das Innere der Erde chemisch aufgebaut? Um das herauszufinden, haben sich Geochemiker der Universitäten Münster und Amsterdam die vulkanischen Schmelzen, die die portugiesische Inselgruppe der Azoren aufbauen, genauer angesehen. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass über die Erdgeschichte hinweg ein größerer Teil des Erdmantels aufgeschmolzen ist und die Erdkruste gebildet hat als zuvor angenommen. Daraus folgern die Forscher, dass auch die Dynamik zwischen Erdoberfläche und Erdmantel größer sein könnte als gedacht. Die Studie ist in „Nature Geoscience“ erschienen.
Vor ungefähr 540 Millionen Jahren gab es einen riesigen Boom in der Artenvielfalt auf der Erde. Die ersten größeren Tiere entwickelten sich in der heutigen sogenannten kambrischen Explosion. In der folgenden Zeit entwickelten sich die Tiere und wurden größer. Parallel zur Entwicklung der Tiere sank der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre, was die Strahlung vorübergehend drosselte. Die anschließende Sauerstoffzufuhr und das Wachstum von Algen haben jedoch der Nahrungskette Energie zugeführt und die Explosion des Lebens in Gang gesetzt. In einer neuen wissenschaftlichen Studie haben Forscher des GLOBE Institute an der Fakultät für Gesundheits- und Medizinwissenschaften der Universität Kopenhagen nun festgestellt, dass die Tiere selbst wahrscheinlich zu einer Anpassung des Sauerstoffgehalts beigetragen und damit indirekt ihre eigene Entwicklung gesteuert haben.
Der Ursprung gigantischer Magmaausbrüche, die zu globalen Klimakrisen und Artensterben führten, ist nach wie vor umstritten. Zwei konkurrierende Paradigmen erklären diese Kataklysmen entweder durch die Spaltung tektonischer Platten an der Erdoberfläche oder durch die Auswirkungen heißer Strömungen – genannt Mantelplumes – aus dem planetarischen Inneren. Eine Gruppe von Geochemikern aus Finnland (University of Helsinki) und Mosambik vermutet, dass sie den entscheidenden Beweis in der Magma-Provinz Karoo gefunden haben. Ihr neuer Artikel berichtet über die Entdeckung von primitiven Pikrit-Laven, die die erste direkte Probe eines heißen Mantelplumes unter dem südlichen Afrika liefern könnten, die während der Jurazeit entstanden.
Als der Asteroid, der die Dinosaurier auslöschte, auf den Planeten einschlug, setzte der Einschlag Wälder in Brand, löste Tsunamis aus und stieß so viel Schwefel in die Atmosphäre, dass er die Wärme der Sonne in der Atmosphäre blockierte. Dies führte zu einer massiven globalen Abkühlung, die letztlich zum Verhängnis und zum Aussterben der Dinosaurier und einem Großteil des damaligen Lebens führte. Nun konnten Forscher der University of Texas at Austin die ersten 24 Stunden des großen Sterbens rekonstruieren.
Der echte Jurassic Park war eine uralte Landschaft, die von einer riesigen Wüste geprägt und größtenteils mit Sanddünen bedeckt war. Hier streiften Dinosaurier und kleine Säugetiere durch den Süden Utahs, so weit das Auge reichte. Der Navajo Sandstein ist bekannt für seine schönen roten und braunen schräggeschichteten Gesteinsschichten, die viele der Nationalparks und Denkmäler im Südwesten der USA ausmachen – zum Beispiel Arches, Canyonlands, Capitol Reef und Zion Nationalparks. Aber wie entstand diese Gegend? Das haben nun Forscher der Geological Society of America näher untersucht und können anhand der Forschungsergebnisse auch wichtige Informationen für die Gegenwart gewinnen.
Waldbrände, wie sie derzeit im Amazonasgebiet wüten, setzen nicht nur Kohlendioxid frei, sondern auch große Mengen Ruß und winzige Holzkohlepartikel, die hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen. Welche Rolle dieser „schwarze Kohlenstoff“ im globalen Kreislauf des Elements und damit im Klimasystem insgesamt spielt, ist derzeit noch nicht genau verstanden. Ein internationales Forscherteam mit den Oldenburger Geochemikern Prof. Dr. Thorsten Dittmar und Dr. Michael Seidel berichtet jetzt in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature Communications, dass der Amazonas große Mengen gelöster Holzkohle zum Meer transportiert
Hochdruckexperimente der JGU Mainz erklären nun den Kalium-Gehalt von Einschlüssen in faserigen Diamanten. Ihre Studie wurde nun in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Meteoriten aus dem äußeren Sonnensystem brachten in der späten Entwicklung unserer Erde Wasser, Kohlenstoff und andere flüchtige Stoffe in großer Menge in den Erdmantel ein. Erst dadurch wurde die Erde bewohnbar. Für dieses Szenario liefern Dr. María Varas-Reus, Dr. Stephan König, Aierken Yierpan und Professor Ronny Schönberg aus der Isotopengeochemie der Universität Tübingen gemeinsam mit Dr. Jean-Pierre Lorand von der Université de Nantes in ihrer Studie neue Belege. Den Nachweis führen sie über Isotopenmessungen des chemischen Elements Selen mit einem Verfahren, das kürzlich an der Universität Tübingen entwickelt wurde. Gleiche Isotopensignaturen im Gestein des Erdmantels und bei bestimmten Typen von Meteoriten verrieten den Forschern die Herkunft des Selens sowie von großen Mengen Wasser und anderer lebensnotwendiger Stoffe. Das Forschungsteam veröffentlichte die neue Studie in der Fachzeitschrift Nature Geoscience.