Tief im Inneren der Erde könnten zwei massive, mysteriöse Strukturen im Erdmantel wichtige Hinweise darauf enthalten, wie unser Planet entstand und warum er bewohnbar wurde. Diese kontinentalgroßen „Lavapfützen“, die sich fast 1.800 Meilen unter der Oberfläche befinden, widersprechen aktuellen Modellen zur Planetenentstehung.
Die rätselhaften Strukturen
Wissenschaftler identifizierten diese ungewöhnlichen Regionen – sogenannte große Provinzen mit niedriger Schergeschwindigkeit und Zonen mit extrem niedriger Geschwindigkeit – zunächst, indem sie analysierten, wie sich seismische Wellen durch die Erde ausbreiten. Die Wellen verlangsamen sich dramatisch, wenn sie diese Gebiete durchqueren, was auf eine einzigartige chemische Zusammensetzung schließen lässt, die sich vom umgebenden Mantelgestein unterscheidet.
Der Geodynamiker Yoshinori Miyazaki, der die Forschung leitete, betonte die Bedeutung: „Dies sind keine zufälligen Kuriositäten; sie sind Fingerabdrücke der frühesten Geschichte der Erde.“ Das Verständnis ihres Ursprungs könnte wichtige Erkenntnisse über die Entwicklung des Planeten liefern.
Die Basal-Magma-Ozean-Hypothese
Die frühe Erde war einst ein Ozean aus geschmolzenem Magma. Beim Abkühlen sollte sich der Mantel in verschiedene Schichten geschichtet haben. Die Existenz dieser massiven, amorphen Strukturen lässt jedoch darauf schließen, dass etwas anderes passiert ist.
Die neue Forschung legt nahe, dass Silizium und Magnesium im Frühstadium möglicherweise aus dem Erdkern in den Erdmantel gelangt sind. Diese chemische Vermischung hätte zu einer ungleichmäßigen Abkühlung geführt und die anomalen Strukturen als Überreste eines alten „basalen Magmaozeans“ gebildet.
Implikationen für die Bewohnbarkeit des Planeten
Diese Kern-Mantel-Wechselwirkungen beeinflussten wahrscheinlich die Abkühlung der Erde, die vulkanische Aktivität und die atmosphärische Entwicklung. Wenn die Strukturen aus diesem Prozess entstanden wären, könnte dies erklären, warum auf unserem Planeten die Voraussetzungen für die Existenz von Leben entstanden sind.
Wie der Co-Autor der Studie, Jie Deng, erklärte: ** „Die Idee, dass der tiefe Erdmantel immer noch das chemische Gedächtnis früher Kern-Mantel-Wechselwirkungen tragen könnte, eröffnet neue Wege, die einzigartige Entwicklung der Erde zu verstehen.“**
Die in Nature Geoscience veröffentlichten Ergebnisse verdeutlichen, wie wichtig die Kombination von Planetenwissenschaft, Geodynamik und Mineralphysik für die Lösung der tiefsten Geheimnisse des Planeten ist. Das Verständnis dieser Strukturen bietet einen Einblick in die früheste Geschichte der Erde und warum sie zu der bewohnbaren Welt wurde, die wir heute kennen.
