Der tiefe Teil der Mittelschicht der Erde ist in Bewegung.
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass der untere Mantel, der sich zwischen 660 und 1.000 Kilometern unter der Erdkruste befindet, dynamischer ist als bisher angenommen. Diese tiefe Schicht fließt und verformt sich geschäftig in Subduktionszonen, in denen ozeanische Krustenplatten wie sinkende Schiffe durch die Erdschichten fallen.
"Traditionell wird angenommen, dass der Gesteinsfluss im unteren Erdmantel träge ist, bis Sie den Kern des Planeten erreichen. Die dynamischste Aktion findet im oberen Erdmantel statt, der nur bis zu einer Tiefe von 660 km (410 Meilen) reicht", so der Studienleiter Ana Ferreira, Seismologin am University College London und an der Universität von Lissabon, sagte in einer Erklärung. "Wir haben gezeigt, dass dies in großen Regionen tief unter dem südpazifischen Rand und in Südamerika nicht der Fall ist."
Die Ebenen verstehen
Der Erdmantel besteht aus heißem Gestein, ist fest, aber leicht zu biegen und zu verziehen. Der Übergang zwischen dem oberen und dem unteren Mantel befindet sich 660 km unter der Oberfläche. Diese beiden Schichten sind unterschiedlich; Der obere Mantel besteht zum Beispiel hauptsächlich aus magmatischem Gesteinsperidotit, während der untere Mantel reich an den Mineralien Bridgmanit und Magnesium-Eisenoxid-Ferropericlas ist. Die beiden Schichten unterscheiden sich auch in Temperatur und Druck.
Ferreira und ihre Kollegen machten sich daran, den obersten Teil des unteren Mantels mithilfe eines Computermodells des Erdinneren zu untersuchen, das mit 43 Millionen realen seismischen Messungen des Planeten erstellt wurde. Insbesondere Geophysiker nutzen die natürlichen Echos von Erdbeben rund um den Globus, um sich vorzustellen, was sich im Inneren des Planeten befindet. Indem die Forscher untersuchen, wie die Wellen Geschwindigkeit und Richtung ändern, können sie Informationen über die verschiedenen Zusammensetzungen von Gestein und Mineral im Inneren des Mantels abrufen und Hinweise auf seine Struktur und Eigenschaften geben.
In der Studie konzentrierten sich die Forscher auf das, was in Subduktionszonen vor sich ging, in Gebieten, in denen die ozeanische Kruste wie ein Förderband unter die kontinentale Kruste taucht und Steine und Mineralien tief in den Mantel zurückführt. Diese Platten tauchen in Richtung des Kerns ein und überschreiten die Grenze zwischen dem oberen und dem unteren Mantel.
Dynamischer Mantel
Die Ergebnisse zeigten, dass in Subduktionszonen der untere Mantel überraschend dynamisch ist, insbesondere an den Rändern der Platten der alten Kruste, die durch seine Schichten stürzen. Der Grund, so fanden die Forscher, scheint ein sogenanntes "Versetzungskriechen" zu sein, bei dem es sich um die Verformung von Kristallen und kristallinem Material handelt, die durch die Bewegung von Defekten innerhalb der Kristalle verursacht wird. Dieses Kriechen wird durch die mit dem Mantelgestein wechselwirkende Krustenplatte verursacht, die den Mantel dazu bringt, sich zu verformen und (sehr langsam) zu fließen.
Die Forscher fanden Hinweise für dieses Kriechen unterhalb des Westpazifiks und Südamerikas, sodass noch nicht klar ist, wie weit verbreitet es ist. Wenn die Aktivität global ist, könnte dies darauf hindeuten, dass sich die Erde schneller abkühlt als bisher angenommen, sagte die Co-Autorin der Studie, Manuele Faccenda von der Universität Padua, in der Erklärung.
Obwohl der Fluss des Mantels ziemlich weit entfernt von dem zu sein scheint, was in der Kruste vor sich geht, bestimmt er einiges über die Umwelt des Planeten, sagte Ferreira. Die Venus hat zum Beispiel eine ähnliche Größe und Position in der Umlaufbahn wie die Erde, aber ihr Mantel fließt wahrscheinlich sehr unterschiedlich.
"Wie der Mantel auf der Erde fließt, könnte steuern, warum es Leben auf unserem Planeten gibt, aber nicht auf anderen Planeten wie der Venus", sagte sie.
Die Ergebnisse erscheinen heute (25. März) in der Zeitschrift Nature Geoscience.
