Das Forschungsteam findet heraus, dass einige Magmen aus Mantelteilen stammen, die Überreste der frühesten Erdkruste enthalten

Geowissenschaftler der Universität zu Köln und der Freien Universität Berlin haben in einer internationalen Zusammenarbeit entdeckt, dass manche Magmen der Erde, die sich ihren Weg durch den tiefen Erdmantel bahnten und an der Erdoberfläche ausbrachen, aus Mantelteilen stammen, die Reste der frühesten Erdkruste enthalten . Dieses uralte Material muss vor mehr als 4 Milliarden Jahren in einem „Friedhof“ aus alter und kalter Kruste begraben worden sein und seitdem überlebt haben, vielleicht seit dem riesigen Einschlagsereignis, das den Mond formte.

Dieser Befund ist unerwartet, da das plattentektonische Regime unseres Planeten Krustenmaterial durch großräumige Mantelkonvektion in viel kleineren Zeitskalen schrittweise recycelt. Daher wurde angenommen, dass Spuren früher geologischer Prozesse auf der Erde nur als Analoga auf anderen terrestrischen Planeten (Merkur, Venus und Mars), Asteroiden oder dem Mond zu finden sind. Laut der Studie „Langzeitkonservierung von Hadaan-Protokrusten im Erdmantel“, die kürzlich in der erschienen ist Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)können magmatische Gesteine, die im Laufe der Erdgeschichte ausgebrochen sind, immer noch Signaturen tragen, die detaillierte Informationen über die Beschaffenheit der ersten Kruste, ihre langfristige Aufbewahrung auf einem Friedhof im untersten Erdmantel und ihre Wiederauferstehung durch den jüngsten Vulkanismus liefern.

Für ihre Studie untersuchten die Geologen bis zu 3,55 Milliarden Jahre alte Gesteine ​​aus dem südlichen Afrika. Die Analyse dieser Gesteine ​​ergab kleine Anomalien in der Isotopenzusammensetzung des Elements Wolfram (W). Der Ursprung dieser Isotopenanomalien, nämlich die relative Häufigkeit von 182W, hängt mit geologischen Prozessen zusammen, die unmittelbar nach der Entstehung der Erde vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren stattgefunden haben müssen.

Modellrechnungen der Autoren zeigen, dass die beobachteten 182W-Isotopenmuster am besten durch das Recycling der frühesten Erdkruste zu Mantelmaterial erklärt werden können, das über Schwaden aus dem unteren Mantel aufsteigt, um Lava zu erzeugen, die an der Erdoberfläche ausbricht. Interessanterweise zeigt die Studie, dass ähnliche Isotopenmuster in unterschiedlichen Typen moderner Vulkangesteine ​​(Ozeaninselbasalte) beobachtet werden können, was zeigt, dass die früheste Erdkruste immer noch im untersten Mantel begraben ist.

„Wir gehen davon aus, dass die unteren Schichten der Erdkruste – oder die Wurzeln der Urkontinente – durch einen geologischen Reifungsprozess schwerer wurden als ihre Umgebung und daher in den darunter liegenden Erdmantel einsanken. Ähnlich einer Lavalampe“, erklärt der Geochemiker Dr. Jonas Tusch vom Institut für Geologie und Mineralogie der Universität zu Köln bemerkte.

„Dieser faszinierende Einblick liefert einen geochemischen Fingerabdruck der jungen Erde, der es uns ermöglicht, besser zu verstehen, wie sich große Kontinente im Laufe der Geschichte unseres Planeten gebildet haben. Er erklärt auch, wie sich unsere derzeitige, sauerstoffreiche Atmosphäre entwickelt hat – und damit die Voraussetzungen für den Ursprung des Komplexes geschaffen leben“, ergänzte Dr. Elis Hoffmann von der Freien Universität Berlin.

Der geochemische Fingerabdruck der frühen Erde lässt sich auch mit Erkenntnissen über andere Planeten vergleichen, die bei Weltraummissionen gewonnen wurden. So zeigen beispielsweise Daten von Marsmissionen und Untersuchungen von Marsmeteoriten, dass der Mars aufgrund fehlender Plattentektonik noch eine sehr alte Oberfläche hat und in ihrer Zusammensetzung möglicherweise der jungen Erde entspricht.