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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Kohlenstoff in der Erde: Auslöser von Massensterben? |
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| | | Kohlenstoff findet sich nicht nur in der Erdatmosphäre. Große Mengen sollen auch im Mantel des Planeten gespeichert sein. Forscher haben nun ein gängiges Speicher-Modell überprüft - und kommen zu dem Schluss, dass die bisherige Erklärung nicht ausreicht. Demnach könnten vulkanische Eruptionen in der Vergangenheit große Mengen CO2 derart plötzlich an die Atmosphäre abgegeben haben, dass es in Folge zu einem der großen Massensterben der Erdgeschichte kam. |
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Die Geowissenschaftler um Hans Keppler von der Universität Tübingen haben die gängige Theorie eines Kohlenstoff-Speichers in bestimmten Silikaten des Erdmantels untersucht. Ihre Ergebnisse präsentieren die Forscher im aktuellen Fachmagazin "Nature".
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Der Artikel "Carbon solubility in olivine and the mode of carbon storage in the Earth's mantle" von Hans Keppler und Svyatoslav Shcheka von der Universität Tübingen sowie von Michael Wiedenbeck vom GeoForschungsZentrum Potsdam ist erschienen in "Nature" (Bd. 424, Seiten 414-416, Ausgabe vom 24. Juli 2003). |
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 Der Originalartikel in "Nature" (kostenpflichtig) |
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Kohlenstoff: Riesige Mengen im Erdmantel vermutet |
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Spätestens seit der Diskussion um die globale Klimaerwärmung und ihre Folgen ist auch vielen Laien die Rolle von atmosphärischem Kohlendioxid (CO2) für das Klima und somit alles Leben auf der Erde bekannt.
Tatsächlich aber vermuten Wissenschaftler, dass die Menge an Kohlenstoff, die sich in der Atmosphäre, in den Ozeanen und in anderen oberflächennahen Reservoirs befindet, völlig nebensächlich ist - zumindest verglichen mit dem Gehalt im Mantel der Erde.
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Speicherform weitgehend unbekannt |
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Die Art und Weise, wie dort Kohlenstoff gespeichert ist, ist zwar weitgehend unbekannt. Doch wie Keppler und Kollegen nun berichten, haben verschiedene Beobachtungen zur Annahme geführt, dass das Element möglicherweise unter hohem Druck in bestimmten Silikaten gelöst sein könnte.
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Experiment: Olivin unter Druck |
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Die Geowissenschaftler nahmen sich des Minerals Olivin an, das ein Hauptbestandteil des oberen Erdmantels ist. In Experimenten untersuchten sie, wie hoch unter Druck die Löslichkeit von Kohlenstoff in Olivin ist.
Die Erwartungen erfüllten sich allerdings nicht - denn die Kohlenstoff-Löslichkeit, also die "Speicherfähigkeit", war außerordentlich gering, wie die Forscher in "Nature" schreiben. Ähnliche Ergebnisse liegen demnach auch für weitere Mineralien wie Pyroxen, Granat oder Spinell vor.
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These: C als Karbonat in der Erde |
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Kohlenstoff müsste also in anderer Form zu finden sein, so die Conclusio der Wissenschaftler: "Wir interpretieren dies, indem wir implizieren, dass der meiste Kohlenstoff in einem gesonderten Stadium im tieferen Teil des oberen Mantels präsent sein muss." Ihre Vermutung: Das Element könnte als Karbonat vorliegen.
Diese Ergebnisse haben allerdings schwere Folgen für die Dynamiken des globalen Kohlenstoff-Kreislaufes, heißt es weiter in "Nature". Karbonate nämlich werden bei Schmelzprozessen etwa im Rahmen von Vulkanausbrüchen sehr leicht mobilisiert - und können dann zerfallen, wobei sie CO2 frei setzen.
Hinzu kommt noch, dass der Kohlenstoff laut Studien durchaus nicht einheitlich über den Erdmantel verteilt ist - ganz im Gegenteil.
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Katastrophen-Szenario in der Erdvergangenheit |
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Das Szenario, welche sich hiermit ergibt, ist kein sehr angenehmes: Ein großer Ausbruch an der falschen Stelle könnte sehr schnell sehr große Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre leiten - mit extremen Folgen für das Klima und damit für sämtliches Leben.
Eine solche Katastrophe könnte aber nicht nur in der Zukunft lauern, sondern in der Vergangenheit bereits stattgefunden haben: Diverse Massensterben der Erdgeschichte, wie es sich beispielsweise an der Grenze von Trias zu Jura ereignet hat, ließen sich damit erklären.
Sabine Aßmann, science.ORF.at
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01.01.2010 |
