Kategorie: Hydrologie

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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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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Virtuelle Bohrkerne als neues Referenzgestein

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Für die Gewinnung von Erdwärme sowie zur unterirdischen Speicherung von Energie in Form von Wärme, Druckluft oder Gas ist eine sehr gute hydraulische Durchlässigkeit der Reservoirgesteine eine Grundvoraussetzung. So entscheiden bei Sandsteinen die Struktur und Verteilung von Sandkörnern und Poren darüber, ob eine Formation technisch und wirtschaftlich effizient genutzt werden kann. Mit virtuellen Bohrkernen lassen sich die Eigenschaften potenzieller Reservoire ohne kostspielige Feldversuche und aufwändige Laboranalysen untersuchen. Ein Team um Maria Wetzel vom Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) hat einen neuen Ansatz zur „Herstellung“ solcher Bohrkerne für drei Arten typischer Reservoirsandsteine entwickelt. Er ahmt den natürlichen Prozess der Entstehung nach. Dabei können erstmals vielfältige natürliche Kornformen abgebildet werden, was zu einem wesentlich realistischeren Modell führt.

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Neuer Indikator für den Sauerstoffgehalt in frühzeitlichen Ozeanen entwickelt

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Sauerstoff ist essenziell für die Entwicklung von höherem Leben. Er war in den Ozeanen der frühesten Erdgeschichte jedoch kaum vorhanden. Erst die Evolution Photosynthese betreibender Bakterien ermöglichte einen signifikanten Anstieg in der Sauerstoffkonzentration der Ozeane. Ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung von Wissenschaftlern des Instituts für Geologie und Mineralogie der Universität zu Köln hat nun den Grundstein gelegt, um mithilfe der Wolframisotopie die zeitliche Entwicklung der Sauerstoffkonzentration in frühzeitlichen Ozeanen präziser bestimmen zu können. Das erlaubt möglicherweise genauere Erkenntnisse über die Evolution des Lebens.

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Als Flüsse durch eine grüne Sahara flossen

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Große Teile der heutigen Sahara-Wüste waren vor Tausenden von Jahren grün. Davon zeugen zum Beispiel prähistorische Steinzeichnungen von Giraffen, Krokodilen und sogar schwimmenden Menschen. Diese Illustrationen zeichnen jedoch nur ein grobes Bild der damaligen Lebensbedingungen. Die Analyse von Sedimentkernen aus dem Mittelmeer vor der Küste Libyens kombiniert mit Erdsystemmodellen erzählt die Geschichte der großen Umweltveränderungen in Nordafrika der letzten 160.000 Jahre. Cécile Blanchet vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und ihre Kollegen aus Deutschland, Südkorea, den Niederlanden und den USA berichten darüber heute in der Zeitschrift Nature Geoscience.

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Tragende Rolle von corallinen Rotalgen für Korallenriffe nachgewiesen

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Korallenriffe sind Hotspots der Biodiversität: Da sie auch schweren Stürmen standhalten, bieten sie vielen Tieren ein sicheres Zuhause. Gleichzeitig schützen sie dichtbesiedelte Küstenregionen, indem sie Sturmwellen abflachen. Doch wie können die aus oft fragilen Korallen aufgebauten Riffe so stabil sein? Ein Forscherteam der FAU und der Universität Bayreuth haben nun herausgefunden, dass ein ganz besonderer Zement dafür verantwortlich ist: Coralline Rotalgen bilden ein hartes Kalkskelett und stabilisieren die Riffe – und das seit mindestens 150 Millionen Jahren.

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Enge klimatische Kopplung von Südpolarmeer und Antarktis während früherer Warmzeit

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Die Temperatur des Südpolarmeeres hing während vergangener Warmzeiten enger mit dem Ausmaß der antarktischen Vereisung zusammen als bisher angenommen, wie eine neue Studie zeigt. Ein Forscherteam konnte mit zwei unabhängigen Methoden sehr ähnliche Temperaturwerte rekonstruieren. Diese weisen darauf hin, dass sich die Meerestemperatur im Südpolarmeer im Gleichschritt mit der Ausdehnung der Eisdecke der Antarktis abgekühlt hat. Das Ergebnis beeinflusst das Verständnis der komplexen Mechanismen von Klimaschwankungen in der Antarktis – einer Region, die besonders anfällig für Klimaveränderungen ist.

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Massenaussterben: Aus der Vergangenheit für die Zukunft lernen

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Eine neue Publikation in Nature Geoscience beschreibt die Kausalketten zwischen Umweltveränderungen und Massenaussterben an der Perm-Trias-Grenze vor etwa 250 Millionen Jahren. Aus dieser Studie können Forschende aller Fachrichtungen und die Gesellschaft einen Eindruck gewinnen, was mit der biologischen Vielfalt unter der vorhergesagten globalen Erwärmung in nächster Zukunft geschehen könnte.

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