In den Tiefen der Erde, in der Übergangszone der Erdkruste, könnte sich ein riesiger Wasservorrat verbergen – einer, der um ein Vielfaches größer ist als alle Ozeane auf der Oberfläche unseres Planeten. Aber wie ist diese riesige Wassermasse in das Innere der Erde gelangt – und wie können wir sie erreichen? Eine neue Studie liefert Antworten auf diese und andere Fragen.
Bereits 2014 verbreitete sich in der wissenschaftlichen Welt die Nachricht, dass in einer Tiefe von 400 bis 700 Kilometern unter der Erdoberfläche riesige Wasservorkommen in Mineralien verborgen sein könnten, deren Volumen mit dem der Ozeane vergleichbar ist. Dies wurde durch einen Diamanten bestätigt, der in der brasilianischen Stadt Juina gefunden wurde und einen Stein enthielt, den Wissenschaftler zuvor noch nie in natürlicher Form gesehen hatten. Bei der Analyse dieses nur drei Millimeter großen sogenannten braunen Diamanten stellte sich heraus, dass er große Mengen Wasser enthalten könnte.
Unter der Erde wurde ein versteckter Ozean entdeckt
In einer Tiefe von vierhundert Kilometern unter der Erde toben riesige Wassermassen. Dies wurde dank eines Minerals bekannt.
Die Analyse wurde von einer internationalen Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung des Geologen Graham Pearson von der University of Alberta (Kanada) durchgeführt, und die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Es stellte sich heraus, dass Ringwoodit kein gewöhnliches Gestein ist. Dieses besondere Mineral entsteht nur unter dem extremen Druck, der im Erdinneren herrscht, und seine molekulare Struktur funktioniert wie eine Art nanoporöser Schwamm: Es ist in der Lage, Wasserstoff und Wasser zu binden, ohne in einen flüssigen Zustand überzugehen. Analysen zufolge kann bis zu 1,5 % der Masse von Ringwoodit aus Wasser bestehen, was zunächst wenig erscheinen mag, aber aufgrund der enormen Größe der Übergangszone bedeutet dies, dass in diesem geologischen Schwamm dreimal mehr Wasser versteckt sein könnte als auf der gesamten Erdoberfläche.
Aber wie ist so viel Wasser in das Erdinneres gelangt?
Forscher haben schon lange vermutet, dass sich in den Tiefen der Erde riesige Wasservorkommen verbergen könnten, aber sie konnten nicht verstehen, wie es dorthin gelangt ist – zumindest bis jetzt. Laut einer neuen Studie ist es nicht ausgeschlossen, dass das Wasser durch Subduktionszonen – Stellen, an denen tektonische Platten untereinander abtauchen – von der Oberfläche eingedrungen ist. Die Forscher entnahmen Gesteinsproben aus der Vulkanregion Emeishan im Süden Chinas und gehen aufgrund der darin gefundenen Borisotope davon aus, dass die Gesteine vom Meeresboden stammen, wo sich wassergesättigte Serpentinite umgewandelt haben.
Dies deutet darauf hin, dass wasserhaltige Teile der ozeanischen Kruste tatsächlich in das Innere der Erde „abtauchen” können, wo das Wasser dann für lange Zeit in der Mantei verbleibt. Der Studie zufolge können aus den Tiefen aufsteigende Mantestromungen – sogenannte Mantiejets – dieses Wasser beispielsweise durch vulkanische Aktivität wieder an die Oberfläche zurückbringen.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass die subduzierende, wassergesättigte ozeanische Lithosphäre in der Lage ist, erhebliche Mengen Wasser in das Innere der Erde zu transportieren, das dann lokal den tiefen Mantel befeuchten kann, insbesondere in der Übergangszone, so die Forscher.
Darüber hinaus gehen die Forscher davon aus, dass ein ähnlicher geologischer Prozess wahrscheinlich auch im Nordwesten der USA, in der bekannten Vulkanregion des Columbia River, stattgefunden hat. Dort, unter Yellowstone, könnte sich eine Mantelröhre befunden haben, die Wasser aus der Tiefe an die Oberfläche zurückführte – die Ähnlichkeit dieses Prozesses wird auch durch Messungen von Borisotopen in dieser Gegend bestätigt. Obwohl die Untersuchungen nicht beweisen, dass das gesamte Wasser aus dem Erdinneren auf diese Weise dorthin gelangt ist, bestätigen sie doch umso mehr die Vorstellung, dass ein erheblicher Teil der inneren Wasserreserven unseres Planeten durch einen geologischen Kreislauf entstanden ist und ständig zirkuliert – aus dem Erdinneren an die Oberfläche und zurück.
Nicht nur die Erde verbirgt einen geheimen Ozean
Wie wir bereits mehrfach in unserer letzten Artikelserie geschrieben haben, sind neben den Planeten des Sonnensystems auch ihre Monde von Interesse, die in einigen Fällen sogar noch interessanter sind als die Planeten selbst. Dazu gehören beispielsweise die Jupitermonde Europa, Ganymed und Callisto, unter deren Oberfläche sich ein globaler Ozean befinden könnte, der im Falle des ersten Mondes sogar Leben beherbergen könnte. Nach unserem derzeitigen Wissensstand gibt es auf Europa alles, was notwendig ist, damit in den mehrere Dutzend Kilometer tiefen salzigen Ozeanen Leben entstehen kann.
Es scheint nur eine eisige Welt zu sein, aber hier könnten wir außerirdisches Leben finden.
Der viertgrößte Mond des Jupiter, Europa, verbirgt viel mehr, als man auf den ersten Blick vermuten würde.
Genaue Daten gibt es noch nicht, aber eine Sonde ist bereits auf dem Weg zu Jupiter, die Antworten auf all unsere Fragen liefern könnte. Wie wir bereits in einem früheren Artikel geschrieben haben, ist Europa Clipper mit seinen 30 Meter langen Sonnenkollektoren und einem Gewicht von sechs Tonnen die größte jemals gebaute Weltraumsonde zur Erforschung von Planeten. Das Raumfahrzeug wird etwa 2,9 Milliarden Kilometer zurücklegen, um im April 2030 Jupiter zu erreichen, wo es nach vorläufigen Angaben vier Jahre lang beobachtet werden soll. In dieser Zeit wird er etwa 49 Mal an Europa vorbeifliegen, um dessen Oberfläche zu untersuchen, die Dicke und Struktur des Eises sowie die aus der Oberfläche austretenden Substanzen zu analysieren und die Wahrscheinlichkeit von Leben zu bewerten.
