Schlagwort: Erdmantel

Diamanten tauchen in Zyklen aus dem Erdmantel auf

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Diamanten entstehen in über 150 Kilometern Tiefe im oberen Erdmantel. In einigen Bereichen der Erde werden sie bei vulkanischen Eruptionen eingebettet in Kimberlit-Magmen explosionsartig an die Erdoberfläche befördert. Dass diese Ereignisse rund 30 Millionen Jahre nach dem Auseinanderbrechen von Erdplatten auftreten, wie sie ablaufen und weshalb das auch in großen Entfernungen von den Bruchzonen passiert, erklärt eine aktuelle Studie im Fachmagazin Nature. Zu dem internationalen Forschungsteam gehören auch Sascha Brune und Anne Glerum vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ).

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Der Marmorkuchen-Aufbau des Erdmantels

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Das Basaltgestein entlang von mittelozeanischen Rücken (MORB = mid ocean ridge basalt), wie er z.B. zwischen Europa und Nordamerika vorkommt, besteht größtenteils aus verarmter Mantelschmelze („depleted“ MORB bzw. D-MORB). Darunter versteht man, dass die Gesteinsschmelze, aus der ein magmatisches Gestein (z.B. Basalt) durch Abkühlung und anschließender Kristallisation entsteht, ein geringeres relatives Verhältnis von inkompatiblen Elementen (z.B. Kalium (K), Zirkonium (Zr) oder Neodymium (Nd)) hatte. Dieses Verhältnis findet man auch in den Basalten wieder. Allerdings entdeckt man entlang dieser mittelozeanischen Plattengrenzen zunehmend Basalte, die diese Abreicherung nicht zeigen und somit angereichert („einriched“ MORB bzw. E-MORB) sind. Die Zusammensetzung dieser Gesteine gleichen hinsichtlich dem Verhältnis der inkompatiblen Elemente den Basalten aus intraplatten Vulkanen, wie z.B. des Mauna Kea auf Hawai. Den Wissenschaftlern des National High Magnetic Field Laboratory and Department of Earth, Ocean and Atmospheric Science der Florida State University können nun an Hand der Verteilung z.B. des Germanium (Ge) zu Silizium (Si) Verhältnisses sagen, ob es sich bei der Quelle für die Anreicherung des E-MORBs um Gesteinsschmelzen einer ehemalige Kruste oder einer primitiver Mantelschmelzen handelt.

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Geochemiker messen neue Zusammensetzung des Erdmantels

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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.

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Der tiefe Erdmantel fließt dynamisch

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Wenn uralte Ozeanböden über 1.000 km in das tiefe Innere der Erde vordringen, lassen sie heißes Gestein im unteren Mantel viel dynamischer fließen, als bisher angenommen. Das ergab eine neue University College London-geführte Studie. Die Entdeckung beantwortet langjährige Fragen nach der Art und den beeinflussenden Mechanismen der Mantelströmung im unzugänglichen Teil des tiefen Erdmantels. Dies ist der Schlüssel zum Verständnis, wie schnell sich die Erde abkühlt und zeigt auch die dynamische Entwicklung unseres Planeten und anderer im Sonnensystem.

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Das gut gehütete Geheimnis des Erdinneren: Wie werden Diamanten gebildet?

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Ein Team von experimentellen Geowissenschaftlern der University of Bristol hat für eine Studie neueste Hochdruck- und Temperaturtechnikverfahren genutzt, um die Manteleigenschaften präzise nachzustellen. Ihre Ergebnisse, die jetzt open access in der Zeitschrift Earth and Planetary Science Letters veröffentlicht wurden, geben Aufschluss darüber, was mit Karbonatmineralen passiert, wenn sie über die Subduktion der ozeanischen Kruste (wo eine der tektonischen Platten der Erde unter eine andere gleitet) in den Mantel transportiert werden.

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Bildung von Eis VII unter hohem Druck

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Eine Gruppe von Theoretikern des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) konnte ein langes Rätsel der Keimbildung bei einer Hochdruck-Phase von Eis, dem sogenannten „Eis VII“, lösen. Dieses Eis wird nahe des Kerns von Exoplaneten mit Ozeanen vermutet, die kürzlich außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt wurden. Außerdem wurde eine Existenz dieses Eises auch im Erdmantel nachgewiesen.

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Schallwellen offenbaren einen riesigen Diamantenspeicher tief im Inneren der Erde

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Laut einer neuen Studie des MIT und anderer Universitäten kann es im Erdinneren mehr als eine Billiarde Tonnen Diamanten geben. Die neuen Ergebnisse dürften jedoch keinen Diamantenrausch auslösen. Die Wissenschaftler schätzen, dass die wertvollen Mineralien mehr als 100 Meilen unter der Oberfläche vergraben sind, viel tiefer als jede Bohrexpedition jemals erreicht hat.

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Der heiße Innenraum der Ur-Erde erschuf einen Friedhof für Kontinentalplatten

Die Plattentektonik hat das Erscheinungsbild der Erde seit Milliarden von Jahren geformt: Kontinentale und ozeanische Kruste werden durchgängig gegeneinander gestoßen oder voneinander weggezogen, so wird die Oberfläche fortlaufend verändert. Wenn zwei massive Platten kollidieren, gibt eine nach, taucht unter die andere ab und wird dabei angeschmolzen. Diesen Prozess bezeichnet man als Subduktion.
Die subduzierte Platte gleitet dann durch den zähflüssigen Mantel wie ein flacher Stein durch ein Becken voll Honig. Größtenteils gilt, dass die Platten, die heutzutage subduziert werden, maximal so tief sinken können, bis der Mantel in einer Tiefe von etwa 670 Kilomtern seine Struktur von zähflüssigem Honig zu dichter Paste ändert:
Für die meisten Platten zu dicht, um noch tiefer einzudringen. Wissenschaftler haben bisher angenommen, dass dieser Dichte-Filter bereits für die meiste Zeit der Erdgeschichte bestand.
Jetzt hingegen haben Geologen des Massachusetts Institute of Technology (MIT) herausgefunden, dass diese Dichtheits-Grenze vor rund drei Milliarden Jahren weitaus weniger stark ausgeprägt war und ihre Forschungsergebnisse in einem Paper in Earth and Planetary Science Letters veröffentlicht.

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