Kategorie: Geochemie

Sedimentgestein „Chert“ zeichnet Abkühlung der Erde über Milliarden Jahre auf

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Vor Millionen von Jahren waren die Ozeane auf der Erde wohl doch nicht heiß, wie oft angenommen, sondern eher gemäßigt bis warm. Zu diesem Schluss kommt ein Forschungsteam der Universität Göttingen und des Geoforschungszentrums Potsdam. Die Wissenschaftler analysierten rund 550 Millionen Jahre alte chemische Sedimentgesteine, sogenannte Cherts, die sich aus Meerwasser und Resten von Siliciumdioxid-abscheidenden Organismen bilden. Anhand dieser „Zeitkapseln“ zeigte das Team, dass die Sauerstoff-Isotopenverhältnisse durch das Erkalten der festen Erde bestimmt werden und weniger von den Temperaturen des Meerwassers abhängen.

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Staubtransport in der hohen Atmosphäre

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Staub aus Südamerika war während der vergangenen zwei Eiszeitzyklen eine wichtige Eisenquelle für den nährstoffarmen Südpazifik – insbesondere zu Beginn der Kaltzeiten. Das zeigt eine jetzt in der Zeitschrift PNAS veröffentlichte Studie. Der Theorie des Teams um den Geochemiker Torben Struve von der Universität Oldenburg zufolge transportierte der Jetstream die feinen Mineralteilchen einmal fast um die gesamte Antarktis. Die Forschenden nutzten einen Bohrkern vom Meeresboden als Klimaarchiv, um die Beiträge verschiedener Staubquellen von den umliegenden Kontinenten zu rekonstruieren.

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Tonhaltige Kieselsäure: Ein wichtiger Wasserspeicher im unteren Erdmantel

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Wasser wird durch ozeanische Platten in das tiefe Erdinnere transportiert und verändert die Eigenschaften von Mineralen und Gesteinen, wodurch der interne Materialkreislauf der Erde und die ökologische Entwicklung seit der Erdentstehung beeinflusst werden. Eine internationale Forschergruppe unter der Leitung von Dr. Takayuki Ishii und Dr. Ho-kwang Mao (Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research, HPSTAR), Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth, Deutschland, und Tohoku University, Japan, hat herausgefunden, dass aluminiumhaltige Kieselsäuren eine wichtige Rolle als Wasserspeicher im unteren Erdmantel spielen. Sie bestimmten den Tonerde- und Wassergehalt von Kieselsäuremineralen, die wichtige Minerale in der basaltischen Kruste des oberen Teils einer subduzierenden Platte sind.

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Die Evolution der Landpflanzen veränderte die Zusammensetzung der Erdkruste

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Eine neue Studie, an der ein internationales Forscherteam beteiligt war, hat ergeben, dass die Evolution der Landpflanzen eine plötzliche Veränderung in der Zusammensetzung der Kontinente der Erde verursacht hat. Die Entdeckung wurde gemacht, als man fossile Aufzeichnungen von Pflanzen mit Archiven von Umweltveränderungen und Aufzeichnungen der chemischen Zusammensetzung der Erdkruste der letzten 700 Millionen Jahre verknüpfte.

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“Diamantenregen” auf eisigen Riesenplaneten könnte häufiger vorkommen als bisher angenommen

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Was geht im Zentrum von Planeten wie Neptun und Uranus vor? Um das herauszufinden, hat ein internationales Team unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), der Universität Rostock und der französischen École Polytechnique eine dünne Folie aus simplem PET-Plastik mit einem Laser beschossen und das Geschehen mit intensiven Röntgenblitzen untersucht. Zum einen konnten die Forscher ihre frühere These bekräftigen, dass es wohl tatsächlich Diamanten im Inneren der Eisriesen am Rand unseres Sonnensystems regnet. Zum anderen könnte die Methode die Grundlage für ein Herstellungsverfahren von Nanodiamanten bilden, wie sie für hochempfindliche Quantensensoren benötigt werden.

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Diamanten und Rost an der Kern-Mantel-Grenze der Erde

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Der Erdkern ist der größte Kohlenstoffspeicher der Erde – etwa 90 % sind dort gebunden. Wissenschaftler haben gezeigt, dass die ozeanische Kruste, die auf tektonischen Platten lastet und durch Subduktion in das Erdinnere absinkt, wasserhaltige Mineralien enthält und manchmal bis zur Kern-Mantel-Grenze abtauchen kann. Die Temperatur an der Kern-Mantel-Grenze ist mindestens doppelt so heiß wie bei Lava und hoch genug, dass Wasser aus den wasserhaltigen Mineralien freigesetzt werden kann. Daher könnte an der Kern-Mantel-Grenze der Erde eine chemische Reaktion stattfinden, die dem Rosten von Stahl ähnelt.

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Die Evolutionsgeschichte geschrieben in Phosphor

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Phosphor ist eines der Elemente, die für den Aufbau von Organismen und deren Stoffwechsel entscheidend sind. Sein Kreislauf in den verschiedenen Lebensräumen ist auch einer der am besten verstandenen. Den tschechischen Paläontologen Peter Kraft und Michal Mergl ist jedoch aufgefallen, dass es auf der Landkarte unseres Verständnisses eines so grundlegenden Prozesses noch einige weiße Flecken geben könnte. Ihre Publikation, die einen neuen Blick auf die Veränderungen des Phosphorkreislaufs im Laufe der geologischen Zeit wirft, wurde kürzlich in Trends in Ecology & Evolution veröffentlicht.

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Mäander helfen dem Klima

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Rund 8500 Jahre dauert es, bis ein Sandkorn aus den Anden über das argentinische Tiefland in den Río Paraná gespült wird. Die 1200 Kilometer weite Reise in dem Fluss namens Río Bermejo wird von vielen Pausen in Flussauen unterbrochen, wo das Körnchen zum Teil über Jahrtausende abgelagert und dann wieder weiter transportiert wird. Begleitet wird der Sand von organischem Kohlenstoff, eingespült aus Boden und Pflanzen. Damit gewinnt der Transport im Wasser Relevanz für das Klima: Flüsse tragen den Kohlenstoff, der zuvor über Photosynthese aus der Atmosphäre aufgenommen wurde, als Sediment ins Meer, wo er über Jahrtausende unschädlich für das Klima eingelagert wird.

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Karbonat-Silikat-Zyklus: Langfristige Klimaregulierung hat sich mit der Ausbreitung von Meerestieren und Landpflanzen verändert

Ein Kommentar

Das Klima auf der Erde war über einen langen Zeitraum hinweg relativ stabil. So herrschten während drei Milliarden Jahren warme Temperaturen mit hohen Kohlendioxidwerten vor – bis vor etwa 400 Millionen Jahren eine Veränderung einsetzte. Eine neue Studie deutet darauf hin, dass dieser Wandel vor 400 Millionen Jahren mit einer fundamentalen Veränderung im Karbonat-Silikat-Zyklus einherging.

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Supervulkanausbruch zerstörte die Ozonschicht

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Ein katastrophaler Rückgang der atmosphärischen Ozonwerte in den Tropen hat wahrscheinlich zu einem Rückgang der Bevölkerung vor etwa 74.000 Jahren beigetragen, so die Aussage eines internationalen Forscherteams unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Chemie. Die Entdeckung des großen Ozonverlustes, ausgelöst durch den Ausbruch des Supervulkans Toba (auf Sumatra) im heutigen Indonesien, könnte ein evolutionäres Rätsel lösen, über das Wissenschaftler seit Jahrzehnten diskutieren.

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