Uraltes Magmameer: Geologische Rätsel der Erde entlarvt

Die frühe Geschichte der Erde birgt viele Geheimnisse, und eines davon ist die Existenz eines tiefen Magma-Ozeans unter der Erdoberfläche. Eine neue Studie, die im wissenschaftlichen Journal „Nature“ veröffentlicht wurde, zeigt, dass nicht nur ein Magma-Ozean existieren könnte, sondern dass seine Anwesenheit unvermeidlich war. Unabhängig davon, wo genau der geschmolzene, neu geborene Planet begann, sich in einen festen Körper zu kristallisieren, formte sich weiterhin ein basaler Ozean. All dies könnte gegenwärtige seismische Phänomene auslösen.

„Dies könnte die thermische Kommunikation zwischen dem Kern und dem Mantel beeinflusst haben“, sagte Charles-Édouard Boukaré, der Hauptautor der Studie. Diese Entdeckung könnte auch die Anwesenheit großer Gebiete im Mantel erklären, in denen sich seismische Wellen langsamer bewegen.

Untersuchungen deuten darauf hin, dass der Magma-Ozean an der Grenze von Kern und Mantel der Erde in den ersten Hunderten von Millionen Jahren ihrer Existenz entstanden sein könnte. Modelle zeigen, dass unabhängig davon, ob der Planet von unten nach oben kristallisierte, ein Magma-Ozean unvermeidlich war. „Unabhängig davon, wo die Kristallisation begann, formte sich ein Magma-Ozean“, erklärt Boukaré auf dem Portal „Live Science“.

Überreste dieses verborgenen Magmameeres könnten heute in Form von LLVPs oder „Mantelflecken“ existieren. LLVP steht für „Large Low-Shear-Velocity Provinces“, was „große Niedrig-Schergeschwindigkeits-Provinzen“ bedeutet – eine Bezeichnung für weiträumige Anomalien im unteren Erdmantel, wo sich seismische Wellen langsamer als gewöhnlich bewegen. Wissenschaftler debattieren, ob diese Anomalien Überreste der ozeanischen Kruste sind, die tief in den Mantel gedrückt wurde, was bedeuten würde, dass sie einige hundert Millionen Jahre alt sind, oder ob sie Überreste vom basalen Magma-Ozean der Erde sind, was bedeutet, dass sie 4,4 Milliarden Jahre alt sind.

Die neue Studie spricht für die zweite Option, und die Entdeckungen könnten große Bedeutung dafür haben, wie Wissenschaftler die Geschichte der Erde verstehen, sagte der Hauptautor der Studie, Charles-Édouard Boukaré, ein Planetarphysiker von der York University in Toronto. „Es könnte die thermische Kommunikation zwischen Kern und Mantel beeinträchtigen“, sagte Boukaré gegenüber „Live Science“. Seiner Meinung nach könnte es auch die Lage der tektonischen Platten beeinflussen.

Um dies zu beweisen, entwickelten Wissenschaftler ein neues Modell der Erdformation, das sowohl geochemische als auch seismische Daten berücksichtigt – die zwei Hauptmethoden, um in die tiefen Geschichten der Erde zu blicken. Insbesondere gibt es wichtige Spurenelemente, die chemisch bevorzugen, in Magma zu verbleiben, während sich andere Mineralien in Gestein kristallisieren. Die Menge dieser Spurenelemente im Gestein kann aufzeigen, wann und in welcher Reihenfolge sich Mantelgesteine verfestigten.

Die meisten Untersuchungen dieser Ära der Erdformation konzentrieren sich auf das anfängliche Gefrieren des Mantels und die Dynamik, als der Mantel noch größtenteils flüssig war. Boukaré und sein Team entdeckten, dass unabhängig davon, wo das Gefrieren zuerst einsetzte – in der Mitte des Mantels oder direkt an der Grenze zum Kern – ein basaler Magma-Ozean entstand.

Diese Entdeckung könnte erhebliche Bedeutung für das Verständnis der Erdgeschichte haben. „Wir können das meiste Verhalten des Planeten über lange Zeiträume vorhersagen“, fügt Boukaré hinzu. Die Forschung legt nahe, dass die Struktur des Planeten sehr früh geformt wurde und alte Strukturen immer noch ihre Evolution beeinflussen.

Wissenschaftler planen weitere Untersuchungen, um besser zu verstehen, wie diese urtümlichen Magma-Ozeane andere Planeten wie den Mars beeinflusst haben könnten. „Vielleicht ist es nichts Einzigartiges für die Erde“, denkt Boukaré.