Der Ozean ist eine große Badewanne mit 1,3 Milliarden Kubikkilometern Wasser, und jemand hat den Abfluss ausgesteckt.
Jeden Tag strömen Hunderte Millionen Gallonen Wasser vom Meeresboden in den Erdmantel als Teil eines sehr nassen Recyclingprogramms, das Wissenschaftler den Tiefwasserkreislauf nennen. Das funktioniert so: Erstens werden in der Kruste aufgesaugtes Wasser und Mineralien am Meeresboden an den Unterwassergrenzen, wo tektonische Platten kollidieren, in das Erdinnere geschoben. Ein Teil dieses Wassers bleibt eingeschlossen (einige Studien schätzen, dass Wasser im Wert von zwei bis vier Ozeanen durch den Mantel schwappt), aber große Mengen dieses Wassers werden über Unterwasservulkane und hydrothermale Quellen an die Oberfläche zurückgespuckt.
Es ist kein perfektes System; Wissenschaftler glauben, dass derzeit viel mehr Wasser in den Mantel eindringt als aus ihm herausspritzt - aber das ist in Ordnung. Insgesamt ist dieser Zyklus nur ein Zahnrad in der Maschine, das bestimmt, ob die Weltmeere steigen oder fallen.
In einer Studie, die am 17. Mai in der Zeitschrift Geochemistry, Geophysics and Geosystems veröffentlicht wurde, berichten Forscher, dass dieses Zahnrad möglicherweise wichtiger ist als bisher angenommen. Durch die Modellierung der Flüsse im Tiefwasserkreislauf in den letzten 230 Millionen Jahren stellten die Autoren der Studie fest, dass es Zeiten in der Erdgeschichte gab, in denen die gigantische Menge an Wasser, die in den Mantel einsank, eine übergroße Rolle für den Meeresspiegel spielte. Während dieser Zeit hat allein der Tiefwasserkreislauf dank eines weltverändernden Ereignisses, dem Zerfall des Superkontinents Pangaea, möglicherweise zu einem Verlust des Meeresspiegels von 130 Metern beigetragen.
"Das Auseinanderbrechen von Pangaea war mit einer Zeit sehr schneller Subduktion tektonischer Platten verbunden", sagte der leitende Studienautor Krister Karlsen, Forscher am Zentrum für Erdentwicklung und -dynamik der Universität Oslo, gegenüber Live Science. "Dies führte zu einer Zeit großen Wassertransports in die Erde, was zu einem damit verbundenen Rückgang des Meeresspiegels führte."
Tod eines Superkontinents
Vor ungefähr 200 Millionen Jahren begann sich der Superkontinent Pangaea (eine Landmasse, die aus allen sieben Kontinenten besteht, die wir heute kennen) zu spalten und schickte massive Landplatten in alle Richtungen.
Als sich diese Kontinentalplatten ausbreiteten, tauchten neue Ozeane auf (beginnend mit dem Atlantik vor etwa 175 Millionen Jahren), riesige Risse im Meeresboden rissen auf und alte Unterwasserkrustenplatten tauchten in die frischen Hohlräume ein. Riesige Mengen Wasser, die in diesen sinkenden Krustenstücken eingeschlossen waren, wanderten von der Oberfläche des Planeten in sein tiefes Inneres.
Aufbauend auf früheren Studien der tektonischen Platten der Erde in den letzten 230 Millionen Jahren modellierten die Forscher die ungefähren Raten, mit denen Wasser in den Erdmantel eindrang und diesen verließ. Je schneller eine wasserreiche Platte in die Erde fiel, desto weiter konnte sie subtrahieren, bevor ihr Wassergehalt durch die hohe Hitze des Mantels verdampft wurde. Nach den Berechnungen des Teams hat dies den Tiefwasserkreislauf so stark aus dem Gleichgewicht gebracht, dass es zu Millionen von Jahren extremen Wasserverlusts kam.
Natürlich hat der Meeresspiegel mehr zu bieten als nur die Bewegung von sehr tiefem Wasser, sagte Karlsen, und diese Studie berücksichtigt keine anderen Prozesse zur Veränderung des Meeresspiegels wie den Klimawandel oder die Eisdecke. Selbst wenn riesige Mengen Wasser in den Mantel sinken, kann der tatsächliche Meeresspiegel in viel kürzeren Zeiträumen um mehrere hundert Meter ansteigen und sinken.
Derzeit befindet sich der Ozean inmitten eines weiteren Anstiegs des Meeresspiegels, was hauptsächlich auf den vom Menschen verursachten Klimawandel zurückzuführen ist (Schätzungen variieren, aber der Meeresspiegel wird im Laufe des nächsten Jahrhunderts wahrscheinlich zwischen 6 und 16 Fuß ansteigen). Leider können uns all diese Milliarden Gallonen Meerwasser, die gerade in den Mantel fließen, nicht vor diesem gefährlichen Trend retten.
"Während der Tiefwasserkreislauf den Meeresspiegel über Hunderte von Millionen bis Milliarden von Jahren effektiv verändern kann, kann der Klimawandel den Meeresspiegel in null bis 100 Jahren verändern", sagte Karlsen. "Zum Vergleich: Der heutige Anstieg des Meeresspiegels im Zusammenhang mit dem Klimawandel beträgt etwa 3,2 Millimeter pro Jahr. Der mit dem Tiefwasserkreislauf verbundene Rückgang des Meeresspiegels beträgt etwa 1 / 10.000 davon."
