Februar 29, 2024

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Eine wichtige Hypothese über den Aufstieg der Kontinente wurde gerade zerschlagen: ScienceAlert

Eine wichtige Hypothese über den Aufstieg der Kontinente wurde gerade zerschlagen: ScienceAlert

Das heiße und größtenteils turbulente Erdinnere bleibt für Wissenschaftler ein Rätsel. Selbst in geringen Tiefen birgt die Krustenoberfläche unseres Planeten viele Unbekannte.

Magma tief im Erdmantel, das aufsteigt und eine kontinentale Kruste bildet Von Natur aus anders bis hin zum Magma, das aus den Hügeln mitten im Ozean sickert. Das Magma, das aus Vulkanen auf der Erde austritt, enthält weniger Eisen und ist dadurch deutlich leichter. Dies ist der Schlüssel, der es der Erde ermöglicht, über dem Erdmantel zu schweben, während die ozeanische Kruste ein tieferes Becken bildet.

Warum dieser Unterschied besteht, können Experten jedoch nur spekulieren. Nun wurde eine wichtige Hypothese, die eine Quelle für das vulkanische Magma vorschlägt, das die Kontinentalkruste gebildet hat, von Wissenschaftlern in den Vereinigten Staaten untersucht.

Im Jahr 2018 Forscher Vorschlag Dass die eisenarme Natur der kontinentalen Kruste auf die Art und Weise zurückzuführen ist, wie tektonische Platten in Subduktionszonen miteinander interagieren. Die Autoren argumentierten, dass, wenn eine Platte unter die andere gleitet, der Druck das Silikatmaterial im aufsteigenden Magma kristallisiert und dabei Eisen aus dem geschmolzenen Gestein ansaugt.

Die Geologin Elizabeth Cottrell ist nicht überzeugt.

Um das Eisen durch Kristallisation der Silikate zu entfernen, seien sehr hohe Drücke nötig, sagt sie, und einige Teile der Erdkruste, in denen eisenarme Magmaströme nicht so dick sind.

Der Druck ist also nicht zu hoch. Erklären Cottrell, der mit dem National Museum of Natural History der Smithsonian Institution zusammenarbeitet.

Cottrell und seine Kollegin Megan Hollickross, Atmosphärenforscherin an der Cornell University, simulierten die Hitze und den Druck dieser Subduktionszonen im Labor und maßen in Simulationen der kontinentalen Kruste den Gehalt an Eisen und Eisenoxid.

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Sie verwendeten einen Kolbenzylinder, der kleine Proben geschmolzenen Gesteins mit extremen Drücken und Temperaturen komprimieren konnte, um sie an die Bedingungen von Magmakammern in der Erdkruste anzupassen.

Selbst bei einem Druck, der 15.000 bis 30.000 Mal höher ist als der der Erdatmosphäre, können Kristalle einer Silikatsubstanz, bekannt als Granat, nicht genug Eisen aus dem Gestein entfernen, um die einzigartige Zusammensetzung der kontinentalen Erdkruste zu erklären.

Mikroskopaufnahme einer Fläche von der Größe eines Zuckerkristalls: Chalcedon (rosa), Glas (braun) und andere kleine Mineralkristalle sind sichtbar. (J. McPherson und E. Cottrell, Smithsonian)

Achatkristall, die Autoren sagen„wahrscheinlich nicht verantwortlich“ für den „Trend der Eisenverarmung, der in der kontinentalen Kruste beobachtet wird“.

„Es ist wahrscheinlich, dass die Bedingungen im Erdmantel unterhalb der kontinentalen Kruste diese oxidativen Bedingungen schaffen“, sagte er. sagen Cottrell.

„Wenn der Achat nicht in der Kruste kristallisiert und etwas damit zu tun hat, wie Magma aus dem Mantel gelangt ist, was passiert dann im Mantel?“

Erst in diesem Jahr entdeckten Wissenschaftler mithilfe seismischer Wellen eine neue Schicht teilweise geschmolzenen Gesteins, die sich tief im Erdinneren verbirgt, was unser Verständnis darüber, wie der Mantel Magma ausspuckt, grundlegend verändern könnte.

Einer von Cottrells Kollegen untersucht nun, ob oxidierter Schwefel eine Rolle dabei spielen könnte, Eisen aus dem Mantelmagma zu entfernen, bevor es ausbricht.

Das Rätsel geht weiter.

Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaften.