Wissenschaftler sagen, der Einfluss der Sonne dringt tief in die Erde ein

Jahrelang glaubten Wissenschaftler, dass Veränderungen im Erdinneren, wie Vulkanausbrüche und tektonische Plattenkollisionen, in erster Linie die Oberflächenumgebung beeinflussten. Ereignisse wie das Massenaussterben vor etwa 66 Millionen Jahren und der Übergang zwischen Eishaus- und Treibhausklima wurden hauptsächlich durch diese Prozesse in der Tiefe der Erde verursacht. Eine neue Studie zeigt jedoch, dass dies nicht der Fall ist. veröffentlicht In Naturkommunikation hat eine überraschende neue Erkenntnis ans Licht gebracht: Die Sonnenstrahlung kann auch das tiefe Erdinnere beeinflussen.

Die Sonneneinstrahlung variiert je nach Breitengrad und erzeugt Temperaturgradienten an der Meeresoberfläche, die die Verteilung des Meereslebens beeinflussen. Diese kohlenstoffreichen Organismen werden durch die Subduktion ozeanischer Platten ins Erdinnere transportiert. Forscher vom Institut für Geologie und Geophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben herausgefunden, dass dieser Prozess den Redoxzustand von Bogenmagma erheblich beeinflusst.

Der „Redox“-Zustand von Bogenmagma bezieht sich auf das Gleichgewicht zwischen reduzierenden (Verlust von Sauerstoff oder Gewinnung von Elektronen) und oxidierenden (Gewinnung von Sauerstoff oder Verlust von Elektronen) Bedingungen innerhalb von Magma, das in Vulkanbögen gebildet wird. Meeresorganismen dienen als organischer Kohlenstoff und wirken als Hauptreduzierer für die feste Erde. Folglich kann der Redox-Zustand von Bogenmagma widerspiegeln, wie tief der Einfluss der Sonne in die Erde eindringt.

Tausende Magmaproben wurden gesammelt, um die globalen Redoxzustandsschwankungen aufzudecken, die für die Gewinnung von Metallerzen wie Kupfer, Zinn und Lithium, Schlüsselelementen für erneuerbare Energietechnologien, von entscheidender Bedeutung sind. Diese Proben haben bemerkenswerte Einblicke in die Wechselwirkungen zwischen dem Oberflächenklima und Prozessen in der Tiefe der Erde geliefert.

Vanadium- und Scandiumwerte des Bogenmagmas dienten als Schlüsselindikatoren in den geochemischen Modellen. Durch die Zusammenstellung globaler geochemischer Daten aus känozoischem Bogenmagma und in Olivin enthaltenen Schmelzeinschlüssen fanden die Forscher eine breite-abhängige Redoxverteilung des Bogenmagmas, wobei in niedrigeren Breiten weniger oxidiertes Magma vorkommt als in höheren Breiten.

„Frühere Studien verglichen hauptsächlich Proben aus denselben Längsregionen, wie den Vereinigten Staaten auf der Nordhalbkugel und Mexiko in der tropischen Zone, ohne nennenswerte Unterschiede festzustellen. Unsere Proben aus unterschiedlichen Breitengraden zeigten jedoch unterschiedliche Redoxreaktionen, was unsere Neugier weckte. Beim Versuch, diese Unterschiede zu erklären, entdeckten wir dieses unerwartete Muster“, sagte Wan Bo, Geologe und Co-Autor der Studie.

„Dieses unerwartete Muster deutet darauf hin, dass das Oberflächenklima einen direkten Einfluss auf die Tiefen der Erde hat. Es deutet auch darauf hin, dass die Oberflächenumgebung und das Klima der Erde einen entscheidenden Einfluss auf die Tiefen der Erde haben“, sagte WAN.

Wie also wirkt die Sonne auf das Erdinnere?

Weitere Belege lieferten Untersuchungen am Meeresboden, die zeigten, dass in niedrigeren Breitengraden weniger Kohlenstoff vorhanden ist. Dieser Kohlenstoff reagiert mit Schwefel und bildet Sulfid, das dann in den Erdmantel transportiert wird und zum beobachteten Redoxmuster beiträgt.

„Das beobachtete Muster deutet auf eine starke Verbindung zwischen der Oberflächenumgebung und dem Redoxzustand der tiefen Erde hin und bietet neue Möglichkeiten zur Erforschung der Ressourcen und Umweltauswirkungen von Subduktionssystemen in verschiedenen Breitengraden“, sagte Hu Fangyang, der korrespondierende Autor der Studie.

Obwohl die Ergebnisse überzeugend sind, erkennen die Forscher an, dass noch umfangreichere Daten aus globalen Meeres- und Subduktionssedimenten erforderlich sind. Die Studie eröffnet neue Wege für die wissenschaftliche Erforschung.