Ein Ozean auf der Reise durchs Erdinnere
Mineralogen finden Spuren von Ozeanwasser in Diamant-Einschlüssen
DMG.- Dem größten Recycling-Verfahren der Erde sind Geowissenschaftler aus Köln, Glasgow und Edmonton auf die Spur gekommen. Frank Brenker vom Institut für Mineralogie und Geochemie der Universität Köln untersuchte Einschlüsse in Diamanten, die nur einige zehn Tausendstel Millimeter groß sind und von einer wahren Odyssee durch den Erdmantel künden: Bruchteile von Erdkruste und Ozeanwasser, die vor Milliarden von Jahren entlang eines Tiefseegrabens in das Erdinnere abgetaucht waren. Dort sanken sie bis in mehr als 670 Kilometer Tiefe ab, wurden dort in Diamanten eingeschlossen und durch Vulkane wieder an die Erdoberfläche ausgespuckt. Die Forscher rechnen nun damit, dass das Wasservolumen mindestens eines Ozeans im Erdinnern gespeichert ist.
In den Tiefen des Erdmantels schloss der Diamant während seines Wachstums Überreste der ehemaligen Erdkruste ein und behielt sie bis heute als Einschlüsse wie in einem hermetisch dichten Behälter. Durch den Einsatz modernster hoch auflösender Transmissions-Elektronenmikroskope (TEM) konnten die Experten die Reaktionen und die Veränderungen der Kristallstrukturen der Minerale genau verfolgen, die im Erdinnern unter extrem hohen Drücken und Temperaturen ablaufen. Mehr noch: Mit ihren Beobachtungen konnten sie erstmals beweisen, dass tatsächlich Wasser aus den Ozeanen in große Tiefen transportiert wird. Nunmehr ist klar, dass der Wasserkreislauf eine viele hundert Kilometer tief reichende unterirdische Fortsetzung hat.
Die Mineralogen konnten dieses gigantische Recycling-Verfahren in der Erde nicht nur erstmals präzise nachvollziehen, sondern entdeckten auch Minerale in den Diamanten, von denen die Forscher bislang nur vermuteten, dass es sie im tiefen Erdmantel geben müsse. Mit ihrer Nano-Analytik fanden sie eine bis vor kurzem völlig unbekannte Form von Granat – an der Erdoberfläche vorkommende Vertreter dieser Gruppe von Mineralen werden dank ihrer glutroten Färbung häufig zu Schmuck verarbeitet.
Da die Forscher durch Bohrungen Materialproben aus höchstens 12 Kilometer Tiefe kennen, ist ihnen der Blick in größere Tiefen normalerweise verwehrt. Experimente im Labor, bei denen Materialproben auf Tausende Grad Celsius erhitzt und mörderische Drücke von mehr als dem 100 000-fachen eines Autoreifens ertragen müssen, halten deswegen her, um die theoretische Zusammensetzung und Struktur des Erdinnern abzuschätzen. Einschlüsse in Diamanten aus großen Tiefen sind daher ein großer Glücksfall für die Mineralogen, denn sie bestätigen oder widerlegen die Vermutungen der Forscher.
Wissenschaflicher Ansprechpartner: Dr. Frank E. Brenker, Institut für Mineralogie und Geochemie, Universität zu Köln, 50674 Köln. Tel.: 0221-470-6113, Fax: 0221-470-5199, E-Mail: brenker@min.uni-koeln.de
Kontaktadresse: Deutsche Mineralogische Gesellschaft
Pressereferentin: Dr. Heidi Höfer, Institut für Mineralogie, Universität Frankfurt, Senckenberganlage 28,
60054 Frankfurt am Main. Tel.: 069-798 22549, Fax: 069-798 28066, E-Mail: hoefer@em.uni-frankfurt.de