Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie gehen davon aus, dass die Erdkruste nach Angaben des Vulkans Mauna Loa in nur einer halben Milliarde Jahren recycelt werden kann.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie in Berlin haben Daten des Vulkans Mauna Loa in Hawaii erhalten, die darauf hindeuten, dass die Erdkruste in nur einer halben Milliarde Jahren recycelt werden könnte. Bisher gingen Geologen davon aus, dass der Recyclingprozess etwa zwei Milliarden Jahre dauern würde.
Das Recycling der Erdkruste wird eingeleitet durch tektonische Kräfte aus der Tiefe der Erde - die gleichen Kräfte, die zum Beispiel Bergketten emporschieben. Das Recycling erfolgt bei der Erde Subduktionszonen, wo sich eine der großen Landplatten der Erde unter der anderen bewegt. Während des geologischen Subduktionsprozesses wird der Rand einer Krustenplatte unter einer anderen Platte nach unten in den Erdmantel gedrückt - eine magmagefüllte Erdschicht zwischen der Kruste und dem Kern unserer Welt. Schließlich schmilzt das abgezogene Material in den Mantel. Später wird es durch Vulkanausbrüche in die Kruste zurückgeführt.
Alexander Sobolev und sein Team berechneten die Recyclingrate der Krusten des Vulkans Mauna Loa in Hawaii mithilfe einer geologischen Datierungstechnik auf der Grundlage von Strontium-Isotope. Isotope sind Elemente, die mit vorhersagbarer Geschwindigkeit zerfallen und oft als "Uhren in Gesteinen" bezeichnet werden. Insbesondere haben die Wissenschaftler die Menge an Strontiumisotopen gemessen, die in aus der Lava isolierten Olivinkristallen enthalten sind.
Olivinkristalle, erhalten von Mauna Loa, Hawaii. Die braunen Ovale sind Einschlüsse, die vom wachsenden Kristall als Schmelze eingeschlossen werden und Strontiumisotope enthalten, die aus 500 Millionen Jahre altem Meerwasser stammen. Bildnachweis: Sobolev, Max-Planck-Institut für Chemie.
Die Wissenschaftler waren überrascht, dass die Einschlüsse in den Olivinkristallen dem Alter von 200 bis 650 Millionen Jahre altem Meerwasser entsprachen. In einer Pressemitteilung erklärte der Co-Autor Klaus Peter Jochum:
Anscheinend ist Strontium aus Meerwasser tief in den Erdmantel gelangt und ist nach nur einer halben Milliarde Jahren in hawaiianischen Vulkanlavas wieder aufgetaucht. Diese Entdeckung war eine große Überraschung für uns.
Mauna Loa ist der größte Vulkan der Erde. Während sich der Vulkan nur 4.000 Meter über dem Meeresspiegel erhebt, beträgt seine Höhe von seiner tatsächlichen Basis in einer tiefen Vertiefung des Meeresbodens 17.000 Meter. Mauna Loa ist auch einer der aktivsten Vulkane der Erde. Seit Beginn der historischen Aufzeichnungen im Jahr 1843 ist sie 33 Mal ausgebrochen.
Satellitenbild von Mauna Loa auf der Insel Hawaii. Bildnachweis: NASA.
Der Hauptautor Alexander Sobolev und seine Kollegen hoffen, in Zukunft weitere Vulkane bewerten zu können. Diese Forschung könnte dazu beitragen, die Schätzungen des Recyclingzeitalters der Erdkruste zu verbessern.
Die Studie, die die über den Erwartungen liegende Recyclingrate der Erdkruste durch den Vulkan Mauna Loa beschreibt, wurde in der Zeitschrift vom 25. August 2011 veröffentlicht Natur.