Gigantische Mengen Wasser im Erd-Inneren gefunden

 

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24.06.2014 18:07
Geophysiker haben den bislang größten Wasserspeicher der Welt entdeckt. Das Wasser ist 650 Kilometer unter der Erdoberfläche in einem bislang unerforschten Gestein gespeichert. Ersten Schätzungen zufolge liegt unter Nordamerika mehr Wasser, als in allen Ozeanen zusammen.
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Mehr als 70 Prozent der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt. Während sich Wissenschaftler überall auf der Welt mit dem schmelzenden Eis an den Polen beschäftigen, haben Forscher in den USA eine ganz neue Entdeckung gemacht. So sollen riesige Wassermassen unterirdisch in einem besonderen Element gespeichert sein.

Die Theorie zu dem Gestein namens Ringwoodit ist neu. Schon bereits vor rund 60 Jahren wurde die These vom gleichnamigen Physiker aufgestellt, dass im Erdinneren Wasser gespeichert sein soll. Die Spekulationen gingen davon aus, dass sich Ringwoodit etwa 400 bis 660 km unter der Erdoberfläche befindet. Was bislang nur auf dem Papier möglich war, wollen die US-amerikanischen Geophysiker der Universität New Mexico jetzt bewiesen haben.

Es handelt sich dabei allerdings nicht um Wasser im herkömmlichen Sinne. Vielmehr ist es mit Stein vermischt und in Kristallform. Das liegt wiederum an den besonderen Eigenschaften von Ringwoodit. Im Prinzip wird das Wasser angesogen und im Mineral gespeichert. So beschreibt das auch der Entdecker des gigantischen Wasserreservoirs Steve Jacobsen. Er hat als Geophysiker zusammen mit dem Seismologen Brandon Schmandt den Fundort lokalisieren können.

Jacobsen erklärt die Speicherfähigkeit von dem Element wie folgt: „Ringwoodit ist wie ein Schwamm, der Wasser aufsaugt. Die kristalline Struktur von Ringwoodit ermöglicht es Wasserstoff anzuziehen und Wasser einzufangen. Durch die Zustände im tieferen Erdmantel kann das Mineral eine Menge Wasser enthalten.“

Diese Menge ist tatsächlich gigantisch. Die Messungen der beiden Wissenschaftler haben ergeben, dass der entdeckte Wasserspeicher dreimal so viel Wasser wie alle Ozeane der Welt enthält. Ob es sich dabei um Frischwasser oder Salzwasser handelt wurde bislang nicht erwähnt. Vermutet wird jedoch, dass es kein Trinkwasser ist. Schließlich suchen Forscher auch immer noch Ursachen, wie Wasser aus den Ozeanen versickern kann. Durch Plattentektonik ließe sich dies in Kombination mit der neuen Entdeckung erklären. So würde Wasser bei der Erdplattenverschiebung in Richtung Erdkern gedrückt, während zur selben Zeit Ringwoodit die Flüssigkeit anzieht.

Die Frage nach dem Nutzen der Entdeckung sei hierbei auch gestellt. Natürlich ist es für die Erdbevölkerung von Vorteil, wenn die riesigen Wassermassen unter der Erdkruste gespeichert bleiben. Würde das Wasser rein theoretisch an die Oberfläche befördert werden, lägen nur noch die höchsten Berge über dem neuen Meeresspiegel. Ein Leben auf der Erde wäre also drastisch eingeschränkt und nur noch für wenige Lebewesen, die Festland benötigen, möglich. Es wird also kaum das Ziel sein, das Wasserreservoir anzuzapfen. Vielmehr geht es darum, Ringwoodit zu Forschungszwecken zu nutzen.

Doch die Laborbedingungen sind schwer nachzubilden. Schließlich ist der Druck rund 700 Kilometer unter dem Erdmantel extrem hoch. Insofern ist der Nutzen für einen Ringwoodit-Schwamm im Alltag vorerst nicht ersichtlich. Dennoch hat allein das Verfahren, mit dem Wasserspeicher entdeckt wurde, eine Chance weiter genutzt zu werden.

Hintergrund sind unterirdische Wasserbewegungen. Diese laufen zwar unsichtbar unter der Erde, können aber von Seismologen geortet und gemessen werden. Um das Wasserreservoir zu entdecken wurden die Messungen von einem Netzwerk aus über 2.000 Seismographen verwendet. Dazu kamen die Laborexperimente mit synthetischem Ringwoodit, die gezeigt haben, das in dem Mineral etwa 1 Prozent Wasser enthalten ist.

Zudem wurde im März das weltweit erste Ringwoodit in Brasilien geborgen. In einem Vulkan wurde in 650 Kilometer Tiefe ein Diamant geborgen, der im Inneren wiederum eine winzige Menge Ringwoodit enthielt. Untersuchungen haben gezeigt, dass es überraschend viel Wasser gespeichert hatte. Damit sind die Forscher der Funktion des Minerals einen Schritt näher gekommen. Was bislang nur theoretisch durchgespielt wurde, konnte jetzt anhand von tatsächlichen Funden überprüft werden.

Bis dato sind folgende Kernpunkte über Ringwoodit und seiner Wasseraufnahme bekannt: Der obere Erdmantel besteht zum größten Teil aus der Olivingruppe. Das sind mineralische Zusammensetzungen, die unter anderem auch Blei, Calcium und Eisen enthalten. Sobald der Anteil an Olivin Richtung Erdmitte abnimmt, entsteht Ringwoodit.

Während Olivin eine trockene Verbindung ist, saugt Ringwoodit dagegen das Wasser gierig auf. Jedoch ist der Speicher nicht unendlich. Je tiefer Wasser gesogen wird, desto höher steigt der Druck. Ab einem gewissen Punkt kann Ringwoodit das Wasser nicht mehr halten und drückt es wieder heraus. Das wird dehydrierende Schmelze genannt. Kommt dies häufig vor, entstehen Übergangszonen, in denen das Wasser gefangen ist. Geschieht dies in großem Ausmaß, kann sich eine derart große Menge bilden, wie von den Wissenschaftlern entdeckt.

Laut der Erklärung wird das Wasser also primär weiter nach unten gedrückt. Vor einem zusätzlich steigendem Meeresspiegel ist die Welt in dieser Hinsicht wohl sicher. Zudem könnte durch die Entdeckung die unterirdische Forschung weiter gefördert werden. Denn es gibt noch viele ungeklärte Phänomene, für die die Wissenschaft noch keine definitiven Erklärungen hat.

Insbesondere soll jetzt näher untersucht werden, wie Wasser von der Erdoberfläche nach unten transportiert wird. Möglicherweise kann damit sogar dem steigenden Meeresspiegel entgegengewirkt werden. Würde der Prozess erst einmal genau erforscht und eventuell sogar beschleunigt werden, könnten unter Umständen gezielt Wassermassen unter die Erdkruste befördert werden. Damit wäre es prinzipiell möglich den Meeresspiegel gezielt zu kontrollieren.


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