Studie der Freien Universität und der Universität Utrecht zu versteckten Flüsse im Erdinnern

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Tief im Erdinnern bilden sich einer Studie der Freien Universität Berlin und der Universität Utrecht zufolge Flusssystemen gleichende Strukturen. Die Geowissenschaftler Prof. Dr. Oliver Plümper von der Universität Utrecht und Prof. Dr. Timm John vom Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität fanden Hinweise, dass Wasser im Erdinneren durch Flusssystem-artige Strukturen fließt und somit die Wasserkreisläufe der Erde in Balance hält. Die Ergebnisse wurden in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht. An der Studie beteiligt waren auch Forscherinnen und Forscher der Universität Lausanne und der Universität von Genua.

 

Der Planet Erde verfügt über zwei Wasserkreisläufe. Den ersten bilden Ozeane, aus denen Wasser zu Wolken verdunstet, auch über Land abregnet und wieder zurück in die Meere geführt wird, häufig durch Flüsse. Doch in den tiefen verborgenen Schichten der Erde gibt es einen zweiten Kreislauf, über den bislang wenig bekannt war. Hier setzten die Wissenschaftler an.

 

Innerhalb der tektonischen Platten der Erde werden Wassermoleküle in den gesteinsbildenden Mineralen gewissermaßen gefangen. Dort, wo Platten kollidieren, bewegt sich eine der Platten mitsamt den Wassermolekülen unter die andere Platte und versinkt in das Erdinnere. Ohne einen chemischen und physikalischen Mechanismus, durch den Wasser wieder an die Erdoberfläche gelangt, würden die Meere Schätzungen zufolge binnen 1,5 Milliarden Jahren geleert sein. Doch das Wasser der Meere verschwindet nicht, wie zu beobachten ist. Ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlern der beiden Universitäten untersuchte zum besseren Verständnis der Bewegung im zweiten Wasserkreislauf Gesteine aus Italien, die durch Gebirgsbildungsprozesse aus den Tiefen der Erde wieder herausgehoben wurden.

 

Timm John, Forscher an der Freien Universität Berlin betonte: „In bisherigen Erklärmustern des tiefen Wasserkreislaufs im Erdinnern gingen Wissenschaftler davon aus, dass sich Wasser langsam durch das gesamte Gestein und ohne die Bildung von kanalisierenden Fließstrukturen bewegt.“ Oliver Plümper, Forscher an der Universität Utrecht und Erstautor der Studie, sagte: „Wir erweiterten die herkömmlichen Forschungsansätze um eine auf eine elektronenmikrokospische Untersuchung beruhende numerische Modellierung. Durch diesen interdisziplinären Ansatz konnten wir die Existenz und den Aufbau eines komplexen Musters von kanalisierenden Fließstrukturen innerhalb der Gesteine belegen.“ Die Forscher fanden Kanäle in Größenordnungen zwischen dem nanoskaligen Bereich und mehreren Metern Länge, die sich zu Beginn der Wasserfreisetzung im Gestein bilden. Diese Kanäle gleichen versteckten Flusssystemen, durch die Wasser das feste Gestein des Erdinnern durchfließt; sie verbinden sich zu großen Aufwärtskanälen, durch die Wasser – häufig infolge vulkanischer Aktivitäten – zurück an die Oberfläche gelangt.

 

Veröffentlichung

Plümper O, John T, Podladchikov YY, Vrijmoed JC und Scambelluri M. 2016: Fluid escape from subduction zones controlled by channel-forming reactive porosity. Nature Geoscience. DOI: 10,1036 / NGEO2865. Online-Veröffentlichungsdatum 26. Dezember 2016.

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Pia Gaupels

Pia Gaupels, 30, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. Sie hat die Facebook-Seite GeoHorizon gegründet. Zudem hat sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung.