Diamanten datieren Beginn der Kontinentalkollisionen

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Photographie eines Sulfid-Einschlusses in Diamant Bildquelle: geologyin.com

Photographie eines Sulfid-Einschlusses in Diamant
Bildquelle: geologyin.com

Sicher eingeschlossen im härtesten Mineral der Welt: Die von Juwelieren ungeliebten mineralischen Verunreinigungen in Diamant könnten neue Hinweise auf die Geschichte der Erde geben. Wissenschaftler analysierten Daten von über 4000 solcher Mineralinklusionen und fanden dabei heraus, dass die Plattenbewegung vor rund 3 Milliarden Jahren ihren Anfang nahm.

Steven Shirey, Autor der Studie am Carnegie Institution’s Department des Erdmagnetismus erklärt: „Der Wilson-Kreislauf ist verantwortlich für das Wachstum kontinentaler Erdkruste, die kontinentalen Strukturen heutzutage, die Öffnung und Schließung ozeanischer Gräben, Orogenese und die Verteilung von Erzen in der Kruste. Wann dieser Prozess begann, blieb jedoch bis vor Kurzem unklar. Wir untersuchten Einschlüsse in Diamantkristallen, die als nahezu perfekte Zeitkapseln für zeitliche und chemische Informationen über einen Zeitraum von mehr als 3,5 Milliarden Jahren – einschließlich der Entwicklung der Atmosphäre, der Kontinentalkruste und des Beginns der Plattentektonik – fungierten.

Die Wissenschaftler sahen Daten von über 4000 Silikatinklusionen, dem häufigsten Element der Erde, und mehr als 100 Sulfidinklusionen von fünf urzeitlichen Kontinenten durch. Ausschlaggebend war hierbei der Zeitpunkt, zu dem die Mineralkörner eingeschlossen wurden und der jeweilige kompositionelle Unterschied. Die Zusammensetzung ist direkt abhängig von geochemischen Prozessen, denen die Komponenten unterworfen waren, ehe sie von Kristall eingeschlossen wurden. „Es ist erstaunlich, dass wir aus kleinsten Mineralkörnern die Entstehung der größten geologischen Besonderheiten herauslesen können“, meint Co-Autor Stephen Richardson der University of Cape Town.

Zwei Systeme zur Altersbestimmung der Einschlüsse wurden verglichen: Die Rhenium-Osmium- und Samarium-Neodym-Technik. Beide basieren auf natürlich vorkommenden Isotopen, die zu extrem langsamen, aber vorhersagbaren Raten zerfallen – etwa eine Disintegration alle zehn Jahre -, was sie zu exzellenten Atomuhren macht.

Bis vor circa 3,2 Milliarden Jahren – so die Forschungsberichte – wurden lediglich Diamanten mit peridotitischer Komposition gebildet, während in den darauffolgenden 3 Milliarden Jahren eklogitische Diamanten dominierten. „Die einfachste Erklärung dafür ist der Beginn der Subduktion einer tektonischen Platte unter den Kiel einer anderen, als die Kontinente begannen, ähnlich des heutigen Systems miteinander zu kollidieren. Dies führte zu einem Einschluss von Eklogit im subkontinentalen Mantel, gemeinsam mit für das Diamant-Wachstum notwendigen Fluiden“, erläutert Shirey. „Dieser Übergang markiert also den Beginn der Wilson’schen Plattentektonik.“

   

   

Quelle: geologyin.com (23.10.2016)

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Christoph Faist

Studiert seit 2015 am gemeinsamen Geozentrum von LMU und TU in München.

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