Von Anfang an da: Riesiges Wasservorkommen im Erdmantel vermutet

Auf der Erdoberfläche gibt es gigantische Mengen Wasser. Neue Untersuchungen deuten aber darauf hin, dass noch weitaus mehr davon tief im Inneren unseren Planeten gespeichert sein könnte - und das schon seit der Entstehung der Erde.

Extremer Druck simuliert

Mithilfe einer laserbeheizten Diamantstempelzelle setzten die Mitglieder eines internationalen Forschungsteams Mineralproben Drücken von mehr als 700.000 Atmosphären und Temperaturen von über 3.700 Kelvin aus. Diese Bedingungen entsprechen jenen im unteren Erdmantel, als die junge Erde noch von einem globalen Magmaozean bedeckt war. Im Fokus stand das Mineral Bridgmanit, der häufigste Bestandteil des tiefen Erdmantels, wie aus dem in Science veröffentlichten Paper hervorgeht.

Das überraschende Ergebnis: Mit steigender Temperatur kann Bridgmanit deutlich mehr Wasser aufnehmen als bislang angenommen. Genauer gesagt wird Wasser in Form von Wasserstoff in die Kristallstruktur des Minerals eingebaut. Dadurch könnte während der Abkühlung der Erde ein großer Teil des Wassers im Mantel eingeschlossen geblieben sein, statt vollständig an die Oberfläche aufzusteigen. Ein begleitender Kommentar im Fachjournal Science weist darauf hin, dass frühere Modelle den Wassergehalt des Erdinneren möglicherweise stark unterschätzt haben.


Die Folgen dieser Erkenntnisse sind weitreichend. Nach Einschätzung der Forschenden könnte der tiefe Erdmantel Wassermengen enthalten, die mehreren heutigen Ozeanen entsprechen. Dieses Wasser existiert nicht als Flüssigkeit, sondern chemisch gebunden im Gestein - gewissermaßen ein "verborgener Ozean" im festen Inneren des Planeten. Solche Reservoire könnten erklären, warum Magmen aus großer Tiefe, etwa unter Hawaii oder Island, chemische Signaturen aufweisen, die auf sehr ursprüngliches Mantelmaterial hindeuten.

Wichtige Basis

Zugleich stellt die Studie gängige Vorstellungen zur Herkunft des irdischen Wassers infrage. Lange galt die Theorie, dass Wasser erst spät durch Kometen oder wasserreiche Asteroiden auf die Erde gelangte. Die neuen Ergebnisse stützen dagegen die Idee einer "feuchten Akkretion", bei der Wasser bereits in den Bausteinen der Erde enthalten war.

Auch für die Suche nach bewohnbaren Exoplaneten könnte das bedeutsam sein. Wenn Gesteinsplaneten Wasser im Inneren speichern können, wären sie möglicherweise lebensfreundlicher als ihre trockene Oberfläche vermuten lässt. Zudem beeinflusst Wasser im Mantel Prozesse wie Plattentektonik, Vulkanismus und langfristige Klimastabilität. Die Forschung eröffnet damit eine neue Perspektive auf die Rolle des Erdinneren als zentralen Regulator der planetaren Entwicklung.


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