Die Ozeane werden durch die tiefsten Gräben der Welt in das Innere der Erde gesaugt.

Über seine Subduktionszonen wird dreimal mehr Wasser in das Erdinnere gesaugt, als bisher angenommen wurde, haben Wissenschaftler entdeckt. Diese riesigen Risse, die die Oberfläche des Planeten vernarben, erscheinen an den Grenzen tektonischer Platten. Wenn sie kollidieren, ziehen sie Wasser kilometerweit nach unten und sperren es in die Felsen der Platten.

Das Verständnis des globalen Wasserkreislaufs ist enorm wichtig – Wasser bedeckt den größten Teil des Planeten und ist notwendig für das Überleben allen Lebens auf der Erde. Wir wissen, dass in der Erde riesige Mengen an Wasser eingeschlossen sind. Untersuchungen, die im letzten Jahr veröffentlicht wurden, zeigen, dass sich im Erdmantel so viel Wasser befindet wie in allen Ozeanen zusammen. Nach dem Einziehen wird das Wasser schließlich bei Vulkanausbrüchen Hunderte von Kilometern entfernt wieder als Wasserdampf ausgespuckt.

Wissenschaftler wissen, dass die Subduktion der einzige Mechanismus ist, durch den Wasser in das Innere des Planeten geleitet wird – dennoch ist unser Verständnis davon ziemlich begrenzt.

Douglas Wiens und Kollegen von der Washington University in St. Louis haben nun die Wassersubduktion am Mariana Trench im Pazifik untersucht. Dies ist der tiefste natürliche Punkt der Erde, der sich fast sieben Meilen unter dem Meeresspiegel erstreckt. Es ist Teil des Subduktionssystems, bei dem die Pazifische Platte unter die Marianenplatte geschoben wird.

Wenn Wasser entlang der Verwerfungen in die Erdkruste fließt, wird es eingeschlossen. Bei bestimmten Temperaturen und Drücken wird das flüssige Wasser durch chemische Reaktionen zu „nassen Steinen“ – einem wasserhaltigen Mineral, das dann Teil der tektonischen Platte ist. Diese nassen Felsen werden dann immer tiefer in den Mantel geschoben.

In ihrer in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Studie ermittelt das Team, wie viel Wasser auf diese Weise durch den Marianengraben ins Erdinnere gezogen wird. Sie sammelten Daten mit 19 Seismographen, die über den Graben verteilt waren und hörten alles, vom Umgebungslärm bis hin zu Erdbeben unter Wasser. Damit konnten sie sich ein Bild von der Art der Felsen machen, die bis zu 20 Meilen unter dem Meeresboden liegen. Die Geschwindigkeit, mit der sich die seismischen Wellen bewegen, gibt an, wie viel Wasser die Felsen aufnehmen können.

Die Ergebnisse zeigten, dass die in den Gesteinen enthaltene Wassermenge weitaus höher war, als ursprünglich angenommen, und zwar bis zu viermal früher. Wenn wir diese Erkenntnisse auf Subduktionszonen auf der ganzen Welt anwenden, bedeutet dies, dass auf diese Weise etwa dreimal mehr Wasser in das Erdinnere gezogen wird.

Wiens sagte, dass ein Vorbehalt der Forschung darin besteht, dass der Marianengraben repräsentativ für andere Gräben ist. Allerdings, sagte er, es scheint nicht ungewöhnlich zu sein, in Bezug auf seine Intensität oder wie viel die Platte Fehler. „Tatsächlich scheinen einige andere Subduktionszonen wie Tonga mehr Fehler zu haben als Mariana, mit größeren Fehlerwürfen auf dem Meeresboden“, sagte er Newsweek. „Das deutet darauf hin, dass Mariana, wenn überhaupt, weniger Wasser hat als Tonga.“

Wenn die Ergebnisse korrekt sind, bedeuten sie, dass es eine große Inkonsistenz gibt zwischen der Menge, die Wasser aufgenommen wird und der Menge, die ausgetrieben wird. „Durch die geologische Zeit würde die Wassermenge im Erdinneren zunehmen und die Menge auf der Erdoberfläche abnehmen“, sagte Wiens. „Das steht im Widerspruch zu den Beobachtungen, dass die Ozeane in ihrer jetzigen Form seit mindestens 550 Millionen Jahren vorhanden sind.“

Forscher glauben, dass viel mehr Wasser durch Vulkanausbrüche ausgestoßen wird, als bisher angenommen – und das ist etwas, das angegangen werden muss, wenn es darum geht, den globalen Wasserkreislauf zu verstehen.

„Wasser ist der Schlüssel zum Verständnis, wie sich unser Planet im Laufe der geologischen Zeit entwickelt hat“, sagte Wiens. „Viele Studien deuten darauf hin, dass die Anwesenheit von reichlich vorhandenem Wasser auf der Erdoberfläche und im Erdmantel es ermöglicht, dass die Plattentektonik auf der Erde stattfindet. Das Verständnis der Wechselwirkungen von Wasser mit terrestrischen Planeten ist auch der Schlüssel zum Verständnis der Wahrscheinlichkeit, dass Planeten – wie z.B. Exoplaneten – bewohnbar sind.“

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