Ein in Botswana geförderter Diamant bestätigte, was Erdbeben bereits vermuten ließen: Der Erdmantel schwitzt Wasser Jules Verne entführte uns in „Reise zum Mittelpunkt der Erde” in eine verlorene Welt unter unseren Füßen, wo die Protagonisten ein riesiges Binnenmeer entdeckten. Die Realität ist weniger wörtlich, aber der französische Schriftsteller lag nicht ganz falsch. Hunderte von Kilometern unter der Erdoberfläche gibt es mehr Wasser als in den Ozeanen. Aber man kann nicht darauf segeln, weil es nicht flüssig ist.
Ein Gerücht unter Erdbeben. Jahrzehntelang fragten sich Geologen, warum die Erde so viel Wasser auf ihrer Oberfläche hat. Eine der Hypothesen war die Existenz eines „tiefen Wasserkreislaufs”, eines Systems, das Wasser im Inneren des Planeten einfängt und langsam wieder abgibt.
Die Bestätigung kam 2014, als Forscher unter der Leitung des Geophysikers Steve Jacobsen und des Seismologen Brandon Schmandt den ersten eindeutigen Beweis lieferten. Mit Hilfe des USArray, einem Netzwerk von mehr als 2.000 Seismometern, die über die Vereinigten Staaten verteilt sind, hörten sie das Echo von Erdbeben, um das Innere des Planeten zu kartografieren, und fanden etwas in 660 km Tiefe.
Ein unterirdischer mineralischer Schwamm. Das Abhören der Erdbeben ergab, dass es in einer Tiefe, in der sie eigentlich nicht existieren sollten, riesige Magma-Taschen gibt, da der größte Teil des geschmolzenen Gesteins viel näher an der Erdoberfläche entsteht. Die einzige plausible Erklärung ist ein Phänomen, das als „Dehydratationsfusion” bekannt ist.
Hier kommt ein Mineral namens Ringwoodit ins Spiel. Es hat eine intensive blaue Farbe und wirkt wie ein Schwamm, der riesige Mengen Wasser aufnimmt und speichert: nicht als Flüssigkeit, Eis oder Dampf, sondern in einer vierten Form, die durch den extrem hohen Druck und Temperaturen von über 1.100 °C in seine Kristallstruktur integriert ist.
Der Erdmantel schwitzt viel Wasser aus. Wenn dieses „wassergetränkte” Ringwoodit durch tektonische Prozesse in den unteren Mantel gedrückt wird, ist der Druck so enorm, d Jules Verne hatte Recht: In den Tiefen der Erde gibt es dreimal mehr Wasser als in allen Ozeanen zusammen.ass es das Wasser nicht mehr halten kann. Das Mineral wird ausgepresst und setzt H2O frei, wodurch das umgebende Gestein teilweise schmilzt. Das war das Magma, das Schmandt und Jacobsen entdeckt hatten.
Von wie viel Wasser sprechen wir hier? Die Berechnungen sind erstaunlich. Wenn nur 1 % des Gewichts des Gesteins in dieser Übergangszone Wasser wäre, wäre sein Gesamtvolumen fast dreimal so groß wie das aller Ozeane der Erdoberfläche zusammen. Ein versteckter Ozean im Herzen der Erde.
Der fehlende Beweis. Die seismischen Beweise aus dem Jahr 2014 waren solide, aber es fehlte ein physischer Beweis, eine direkte Probe dieser feuchten Umgebung. Dieser Beweis kam 2022, und zwar auf brillante Weise: in einem Diamanten, der aus einer Mine in Botswana gewonnen wurde.
Diamanten sind Zeitkapseln, die unter extremen Drücken und Temperaturen entstehen und manchmal kleine Fragmente der sie umgebenden Mineralien auf ihrem Weg an die Oberfläche einfangen. Ein Team unter der Leitung des Gemmologen Tingting Gu analysierte die Unvollkommenheiten dieses Diamanten und entdeckte Einschlüsse von Ringwoodit in Kontakt mit anderen Mineralien wie Ferroperiklas und, was entscheidend war, wasserhaltigen Mineralien, die sich in Gegenwart von Wasser bilden.
Eine wasserhaltige Unterwelt. Der Diamant aus Botswana bestätigte, dass Ringwoodit aus den Tiefen der Erde tatsächlich Wasser enthält, aber erst das Vorhandensein einer ganzen Reihe von wasserhaltigen Mineralien bestätigte, dass es sich nicht um eine kleine, lokal begrenzte Wasserblase handelt, die zufällig auf den Diamanten gestoßen ist. Dort unten gibt es ein riesiges Wasserreservoir.
Das Wasser von der Oberfläche sickert durch die Subduktion der tektonischen Platten ins Innere, wird in Mineralien wie Ringwoodit gespeichert und mit der Zeit wieder freigesetzt, um durch vulkanische Aktivität wieder aufzusteigen. Dieser „tiefe Wasserkreislauf” beeinflusst nicht nur Vulkane und Erdbeben, sondern verrät auch, wohin das gesamte Wasser fließt, das die Erde verschluckt. Man musste nur Jules Verne lesen, um sich das vorzustellen.
