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Oct 06, 2023

Nach 60 Jahren des Versuchs haben Geologen endlich Gestein aus dem oberen Erdmantel geholt

Seit 60 Jahren versuchen Wissenschaftler, Gesteinsproben aus dem Erdmantel zu gewinnen.

Seit 60 Jahren versuchen Wissenschaftler, Gesteinsproben aus dem Erdmantel zu gewinnen. Aber die geologische Schicht unter der Erdkruste ist unglaublich schwer zu erreichen.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass es ihnen gelungen ist, eine 1.000 Kilometer lange Kernprobe, die bis zum äußersten Rand des Erdmantels reicht, erfolgreich zu exhumieren.

Die Untersuchung dieses Gesteins könnte Wissenschaftlern helfen, Magmaströme, Erdbeben und andere geologische Geheimnisse zu verstehen.

Um die geologischen Prozesse zu verstehen, die unter der Erdkruste ablaufen, ist es hilfreich, Proben davon zu haben, was genau dort unten vor sich geht.

Seit mehr als 60 Jahren versuchen Wissenschaftler, ein Gestein aus dem oberen Erdmantel zu bergen, es ist ihnen jedoch nicht gelungen, eine große Kernprobe zu entnehmen. Das änderte sich jedoch Anfang des Monats, als Forscher an Bord der JOIDES Resolution – dem Flaggschiff des International Ocean Discovery Program (IODP), das seit Jahrzehnten den Meeresboden wissenschaftlich erforscht – bekannt gaben, dass sie erfolgreich einen 1.000 Kilometer langen Ozean geborgen hatten Gesteinskern aus dem oberen Erdmantel, der hauptsächlich aus dem Gestein Peridotit besteht.

„Das sind die Gesteinsarten, auf deren Gewinnung wir schon lange gehofft haben“, sagte Projekt-Co-Leiterin Susan Lang, Biogeochemikerin am Woods Hole Oceanographic Institution, gegenüber Science.

Vor dieser rekordverdächtigen Probe war das größte in Serpentinperidotit gebohrte Loch nur 200 Meter lang und wurde bereits 1993 geborgen. Der Zugang zum Mantelgestein ist ein unglaublich kniffliger Prozess, da sich die geologische Schicht etwa 30 Kilometer unter der Erdoberfläche befindet Durchschnitt. Aber das Atlantis-Massiv – östlich des Mittelatlantischen Rückens – weicht diesem Durchschnitt aus und bringt den Mantel durch einen Prozess, der als „ultralangsame Ausbreitung des Meeresbodens“ bekannt ist und dort auftritt, wo sich zwei tektonische Platten voneinander entfernen, viel näher an die Erdoberfläche andere.

„Dies gibt der JOIDES-Resolution die einzigartige Möglichkeit, dieses Mantelgestein, das nicht durch Verwitterung an der Oberfläche verändert wurde, zu bohren und zu fördern, was es Wissenschaftlern ermöglicht, uns neue Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur des Mantels sowie in die Prozesse zu liefern, die dabei entstehen.“ darin stattfinden", heißt es in der Erklärung.

Der erste Versuch, eine Kernprobe wie diese zu sammeln, stammt aus dem Jahr 1957 mit dem Projekt Mohole – eine Anspielung auf die Mohorovičić-Diskontinuität oder Moho, die eine Grenze zwischen Erdkruste und Erdmantel darstellt. Ziel des Projekts war es, den Moho durch Unterwasserbohrungen zu erreichen, da solche Proben aufgrund der geringeren Belastung durch atmosphärische und oberflächennahe Einwirkungen einen besseren Beweis für die geologische Aktivität liefern würden. Leider stellte der Kongress 1966 die Finanzierung des Projekts ein, bevor Project Mohole seine Mission erfüllen konnte.

Obwohl einige Wissenschaftler bezweifeln, dass es sich bei diesem 1.000 Kilometer langen Bohrkern um ein echtes Beispiel für Mantelgestein handelt (der Einfluss von Meerwasser, der beispielsweise im Gestein beobachtet wurde, hat bei manchen Misstrauen hervorgerufen), ist die Probe eindeutig ein nie zuvor gesehener Einblick in den Erdmantel Geologie. Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Kernprobe offene Fragen zu Magmaflüssen, Erdbeben, Mantelhitze und einer Vielzahl anderer Themen beantworten könnte.

„Das Ausmaß der historischen Ereignisse ist unserer Wissenschaftspartei mit Sicherheit nicht entgangen. Viele von ihnen sind erfahrene Feldforscher und glauben, dass dies unglaublich wichtige Daten für viele kommende Generationen von Wissenschaftlern sein werden“, heißt es in der Erklärung.

Trotz dieser unglaublichen Entdeckung sagt die National Science Foundation – die die JOIDES-Resolution verwaltet –, dass sie ihren Vertrag im Jahr 2024 beenden wird. Es ist auch unwahrscheinlich, dass der Kongress trotz der Argumente der teilnehmenden Forscher einer Verlängerung der Finanzierung zustimmt. Das heißt aber nicht, dass das Schiff zur Ausmusterung bereit ist – Japan und Europa planen bereits eine neue Bohrexpedition für 2025.

Die geologische Reise geht weiter.

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