Es gibt viele Theorien über den Ursprung des Wassers auf der Erde. Lange Zeit glaubte man, Kometen und Asteroiden hätten das Wasser in der Frühzeit der Erde an die Oberfläche gebracht. Doch eine kürzlich gemachte Entdeckung hat alle anderen Theorien widerlegt. Geologen haben Ringwoodit, ein wasserhaltiges Mineral, in einer Tiefe von 700 Kilometern unter der Erdoberfläche entdeckt. Dies deutet darauf hin, dass das Wasser an der Erdoberfläche allmählich aus den Tiefen der frühen Erde aufgestiegen sein könnte.
Vor neunzig Millionen Jahren beförderte ein Vulkanausbruch in Brasilien einen unvollkommenen Diamanten an die Erdoberfläche. Forscher entdeckten im Inneren des Diamanten Ringwoodit, das Hydroxylionen enthält.
Vor der Entdeckung des fehlerhaften Diamanten existierte die Vorstellung eines riesigen Ozeans tief unter der Erdoberfläche nur in einem Roman von Jules Verne. «"Reise zum Mittelpunkt der Erde". Der Diamant wurde in der Nähe des Flusses São Luís in Juina, Brasilien, gefunden. Er gelangte vor 90 Millionen Jahren durch einen Vulkanausbruch in einem Kimberlit-haltigen Lavastrom an die Erdoberfläche. Da er keinen kommerziellen Wert besaß, wurde er zunächst verworfen. Geologen jedoch bot er einen seltenen Einblick in das Erdinnere.
Es wurde ein hermetisch verschlossener Einschluss entdeckt, der Mineralien enthielt, die während der Diamantbildung im Diamanten eingeschlossen wurden. Graham Pearson von der Universität Alberta in Edmonton, Kanada, beschloss, diesen Einschluss zu untersuchen. Mithilfe der Infrarotmikroskopie entdeckte er das Vorhandensein von Hydroxidionen. Hydroxidionen entstehen typischerweise aus Wasser. Daher weisen diese Ionen auf das Vorhandensein von Wasser am Ort der Diamantbildung hin.
Untersuchungen haben gezeigt, dass der Diamant im Erdmantel entstanden ist, was auf das Vorhandensein von Wasser tief unter der Erdoberfläche hindeutet.
Der Geophysiker Steve Jacobsen von der Northwestern University in Evanston, Illinois, und sein Team versuchten, die Tiefe zu berechnen, in der der Diamant entstanden ist. Eine genaue Untersuchung der Defekte des Diamanten ergab, dass er aus dem Mineral Ferroperiklas besteht. Ferroperiklas setzt sich aus Eisen- und Magnesiumoxiden zusammen und kann unter extrem hohen Temperaturen und Drücken andere Metalle wie Chrom, Aluminium und Titan aufnehmen. Diese Bedingungen sind typisch für den unteren Erdmantel. Während seines Aufstiegs zur Erdoberfläche wurden jedoch nach und nach weitere Mineralien freigesetzt, als der Diamant milderen Bedingungen ausgesetzt war. Die Tatsache, dass diese Metalle während seiner Entstehung im Diamanten vorhanden waren, deutet darauf hin, dass er im unteren Erdmantel entstanden sein muss.
Jacobsen und sein Team untersuchten seismische Wellen von 500 Erdbeben und stellten fest, dass feuchtes Ringwoodit tatsächlich in der Übergangszone des Erdmantels in einer Tiefe von 700 Kilometern vorhanden ist.
Um das Vorhandensein von wasserhaltigem Ringwoodit im Erdmantel zu bestätigen, untersuchten Jacobsen und sein Team seismische Wellen. Diese Wellen entstehen durch Erdbeben und breiten sich im gesamten Erdinneren, einschließlich des Erdkerns, aus. Jacobsen erklärt: «Sie lassen die Erde noch Tage später wie eine Glocke klingen.» Diese Wellen sind an der Oberfläche messbar. Durch die Messung der Wellengeschwindigkeit in verschiedenen Tiefen können Geologen die Gesteinsart bestimmen, durch die sich die Wellen ausbreiten.
Für diese Studie nutzten Jacobsen und sein Team 2.000 Seismometer. Sie untersuchten seismische Wellen, die von über 500 Erdbeben erzeugt wurden. Es war bereits bekannt, dass sich Wellen beim Durchgang durch wasserhaltiges Ringwoodit verlangsamen. Im Verlauf der Studie entdeckten sie Anzeichen von feuchtem Ringwoodit in der Übergangszone in 700 Kilometern Tiefe. Diese Zone trennt den oberen vom unteren Erdmantel. Druck und Temperatur in dieser Tiefe können Wasser aus dem Ringwoodit herauspressen. Jacobsen erklärte: «Es ist ein Gestein, dessen Korngrenzen mit Wasser durchsetzt sind, fast so, als würden sie schwitzen.».
Jacobsens Forschungsergebnisse beweisen die Existenz eines tiefen Grundwasserleiters im Erdinneren. Dies wird uns helfen zu verstehen, wie sich die Gewässer der Erde selbst recyceln.
Graham Pearson behauptet, einen weiteren Ringwooditkristall entdeckt zu haben, der Wasser enthält.
Nach Abschluss seiner Forschung sagte Jacobsen: «Dies ist der bisher überzeugendste Beweis für einen Wasserkreislauf auf dem Planeten. Die wichtigste Erkenntnis ist, dass der Wasserkreislauf der Erde viel größer ist, als wir uns jemals vorgestellt haben, und sich tief in den Erdmantel erstreckt.».
Laut Lydia Hollis von der Universität Glasgow (UK) wird diese Forschung «letztendlich dazu beitragen, dass wir besser verstehen, wie unser Planet seine Abfälle verarbeitet».
[Quellen: 1, 2, 3, 4, 5, 6]