Zwischen den starren tektonischen Platten der Erde oben und ihrem konvektiven Mantel unten befindet sich eine heiße und weiche Schicht, die als Asthenosphäre bekannt ist. An mittelozeanischen Rücken bildet das Aufsteigen der heißen Asthenosphäre an die Oberfläche des Meeresbodens neue Ozeankruste.
Mit der Zeit wird die Ozeankruste älter, kälter und dichter und wird schließlich an Subduktionszonen wieder in den Mantel zurückgeführt. Aus diesem Grund ist die ozeanische Kruste typischerweise weniger als 200 Millionen Jahre alt.
Ein gemeinsames Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Liu Chuanzhou vom Institut für Geologie und Geophysik (IGG) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften fand tiefliegende Peridotite, die vom Meeresboden entlang des südwestindischen Rückens ausgebaggert wurden und die ältesten jemals entdeckten Gesteine aus dem Ozean sind. Weitere Untersuchungen ergaben, dass sie vom benachbarten afrikanischen Kontinent stammten.
Diese Arbeit wurde veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte am 1. Juni.
Diese neu entdeckten Felsen aus dem Indischen Ozean sind 2,7 Milliarden Jahre alt und stammen aus einer Zeit, die Geologen als „Archäer“ bezeichnen, was vom griechischen Wort für „uralt“ kommt. Als Analogie ist das Vorkommen dieser uralten Gesteine an einem jungen Meeresrücken so, als würde man seine Mutter in der Kindergartenklasse seines Kindes finden. Glücklicherweise bieten diese seltsam alten mittelozeanischen Rückenfelsen einen Hinweis auf ihre mysteriöse Herkunft.
Darüber hinaus haben diese alten Gesteine stark feuerfeste Zusammensetzungen; in der Geochemie bezeichnet feuerfest einen Mangel an schmelzbaren (dh leicht schmelzbaren) Komponenten im Mantel. Daher ähneln sie weniger ozeanischen Materialien und ähneln eher den Gesteinen der Kontinente. Die einzig mögliche Erklärung dafür ist, dass diese archaischen Mantelgesteine aus dem Indischen Ozean abgelöst und über 2.000 km durch die Asthenosphäre bis zum mittelozeanischen Rücken transportiert wurden, wo sie entdeckt wurden.
Um zu testen, ob dieser hypothetische Recyclingmechanismus tatsächlich funktioniert, wurden Computersimulationen durchgeführt. Die Modellierungsergebnisse legen nahe, dass der Recyclingprozess hocheffizient war. Bis zu 20 % des Kontinents könnten innerhalb von nur 100 Millionen Jahren abgetragen werden – aus geologischer Sicht im Handumdrehen.
Alte kontinentale Wurzeln, die auf dem Meeresboden auftauchen, weisen deutlich darauf hin, dass die Ozeanplatten komplizierter sind als bisher angenommen. Um die Entwicklung der Erde zu entschlüsseln, sollte daher dem Meeresboden, der drei Fünftel der Erdoberfläche bedeckt, mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit der Woods Hole Oceanographic Institution und dem Max-Planck Institut für Chemie durchgeführt.
Chuan-Zhou Liu, archaischer kratonischer Mantel, recycelt an einem mittelozeanischen Rücken, Wissenschaftliche Fortschritte (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abn6749. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn6749