Kategorie: Mineralogie

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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Kristallspuren in fossilen Blättern

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In fossilen Blättern sind unter dem Mikroskop oft rätselhafte Strukturen sichtbar. Forscher der Universität Bonn haben nun erstmals zeigen können, dass sie von Kalziumoxalat-Kristallen stammen. Ihre Entdeckung erleichtert einerseits die Bestimmung der uralten pflanzlichen Überreste. Sie liefert aber auch Antworten darauf, wie die Fähigkeit entstanden ist, derartige Kristalle zu bilden, und welche Funktion sie vermutlich übernehmen. Die Ergebnisse sind jetzt in der Zeitschrift Nature Scientific Reports erschienen.

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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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So könnte der Mond entstanden sein

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Der Mond fasziniert Menschen seit jeher. Doch erst zur Zeit von Galileo Galilei begannen Wissenschaftler, ihn richtig zu untersuchen. Im Laufe von Jahrhunderten stellten Forschende verschiedene Theorien über die Entstehung des Mondes auf.

Nun fügen Geochemiker und Petrologen der ETH Zürich der Entstehungsgeschichte des Mondes ein weiteres Puzzleteil hinzu. In einer Studie, die soeben in der Fachzeitschrift «Science Advances» veröffentlicht wurde, zeigt das Forscherteam, dass der Mond die Edelgase Helium und Neon aus dem Erdmantel geerbt hat.

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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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Neue Einblicke in das Innenleben von Magmakammern

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Magmakammern sind große Gebilde aus geschmolzenem Gestein, die sich mehrere Kilometer unter der Erdoberfläche befinden. Sie sind aufgrund ihrer großen Entfernung zur Erdoberfläche schwer in Echtzeit zu untersuchen. Geologen untersuchen die Eruptivgesteine, die sich bilden, wenn diese Magmakammern abkühlen und schließlich durch die Kräfte der Erosion an der Erdoberfläche freigelegt werden. So können sie die Prozesse verstehen, die vor Millionen von Jahren in den Magmakammern stattfanden.

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Voraussetzungen für Leben schon vor 3,5 Milliarden Jahren

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Mikrobielles Leben hatte auf unserem Planeten bereits vor 3,5 Milliarden Jahren die nötigen Rahmenbedingungen, um zu existieren. Zu dieser Erkenntnis kam ein Forschungsteam nach Untersuchungen mikroskopisch kleiner Flüssigkeitseinschlüsse in Bariumsulfat (Baryt) aus der Dresser Mine in Marble Bar, Australien. In ihrer Publikation „Ingredients for microbial life preserved in 3.5-billion-year-old fluid inclusions” legen die Forscher dar, dass es bereits zu diesem Zeitpunkt organische Kohlenstoffverbindungen gegeben hat, die als Nährstoffe für mikrobielles Leben dienen konnten.

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