Eine neue Studie unter der Leitung von Dr. Jian Lin (Southern University of Science and Technology) und Dr. Fan Zhang (South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences) untersucht erneut, wie die Lithosphäre des Ozeans funktioniert.
„Wasser ist für Prozesse sowohl auf der Erdoberfläche als auch im Erdinneren von entscheidender Bedeutung, da es die Plattentektonik erleichtert und die Erde zu einem bewohnbaren Planeten macht. Meerwasser dringt durch Brüche am Meeresboden in die ozeanische Lithosphäre ein und wandert entlang von Verwerfungen und Poren. Die Verteilung des Wassers bestimmt die Art der konvektiven Strömung.“ und ausgeprägtes tektonisches Verhalten der Erde“, sagt Jian.
Der Hydratationsgrad der ozeanischen Lithosphäre wurde mit verschiedenen Methoden geschätzt. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass der Hydratationsgrad der ozeanischen Kruste während ihres Lebenszyklus variiert. „Die Hydratation der ozeanischen Lithosphäre besteht aus zwei Schlüsselstadien. Die anfängliche Hydratation findet hauptsächlich an mittelozeanischen Rücken statt, wo Wasser in die neu gebildete ozeanische Kruste sickert. Die sekundäre Hydratation findet in Subduktionszonen statt, wo Wasser in die Kruste und den oberen Mantel sickert.“ „Dehnfehler als Reaktion auf das Biegen der Platte“, sagt Fan.
Die Forscher schätzten die Wassereintragsrate für verschiedene tektonische Gegebenheiten quantitativ ab, indem sie die Kontrollfaktoren einschließlich der Länge oder Breite der Plattengrenzzonen, der Eigenschaften hydratisierter lithologischer Schichten, der Ausbreitungsrate an mittelozeanischen Rücken sowie der Konvergenzrate und des Plattenalters integrierten Subduktionszonen. Das Team fand heraus, dass das Ridge-Transformation-System und die Subduktionszonen etwa 31,2 % bzw. etwa 68,8 % der globalen Wassereintragsrate ausmachen.
Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass der größte Teil der Mantelhydratation durch den mit der Subduktion verbundenen Prozess erfolgt. „Diese neuen aufregenden Ergebnisse tragen zu den wachsenden Beweisen bei, dass die sekundäre Hydratation in der Subduktionszone für die Plattendynamik und den Wasserkreislauf der Erde von grundlegender Bedeutung ist“, sagt Jian.
Es ist allgemein anerkannt, dass Wasser die Plattentektonik und die Mantelkonvektion beeinflussen, die Einleitung der Subduktion erleichtern und eine wichtige Rolle bei Erdbeben und Vulkanismus spielen könnte. Diese neuen Ergebnisse bewerten die duale Hydratation der ozeanischen Lithosphäre und liefern wichtige Hinweise für globale Meeresspiegeländerungen, Erdbeben und vulkanische Aktivitäten sowie die Wechselwirkung zwischen Flüssigkeit und Struktur der Erde.
Die Studie ist veröffentlicht im Tagebuch National Science Review.
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Fan Zhang et al., Duale Hydratation der ozeanischen Lithosphäre, National Science Review (2023). DOI: 10.1093/nsr/nwad251