CO₂ in ozeanischen Transformverwerfungen waren relativ lange kaum beachtet. Nun haben Forscher einen zuvor unbekannten Teil des geologischen Kohlenstoffkreislaufs entdeckt, der sich auf die Regulierung des Klimas und die Konzentration von Kohlenstoff in verschiedenen Oberflächenreservoirs auswirkt.
Wichtig für die Geschichte des Erdklimas
Wegen der geringen magmatischen Aktivität galten die Transformstörungen lange Zeit als „langweilige“ Orte, so Geochemikerin Frieder Klein in einer Pressemitteilung. „Was wir jetzt herausgefunden haben, ist, dass die Mantelgesteine, die entlang dieser ozeanischen Transformstörungen freiliegen, eine potenziell riesige CO-Senke darstellen“. Durch teilweises Aufschmelzen des Erdmantels wird Kohlendioxid freigesetzt, das in hydrothermalen Flüssigkeiten mitgerissen wird, mit dem Erdmantel in der Nähe des Meeresbodens reagiert und dort aufgefangen wird.
„Die CO₂-Menge, die an den Transformstörungen freigesetzt wird, ist vernachlässigbar im Vergleich zur Menge des anthropogenen – oder vom Menschen verursachten – CO₂“, sagt Klein. „In geologischen Zeiträumen und bevor der Mensch so viel CO₂ emittiert hat, waren die geologischen Emissionen aus dem Erdmantel – einschließlich der Umwandlungsverwerfungen – jedoch eine wichtige Triebkraft für das Erdklima“.
Und auch für das Verständnis der modernen Klimaerwärmung sind die Untersuchungen von Bedeutung. „Um den modernen, vom Menschen verursachten Klimawandel vollständig zu verstehen, müssen wir die natürlichen Klimaschwankungen in der tiefen Vergangenheit der Erde verstehen, die mit Störungen im natürlichen Kohlenstoffkreislauf der Erde verbunden sind. Unsere Arbeit gibt Aufschluss über die langfristigen Kohlenstoffflüsse zwischen dem Erdmantel und dem System Ozean/Atmosphäre“, so Mitautor Tim Schroeder. „Große Veränderungen dieser Kohlenstoffflüsse über Millionen von Jahren haben dazu geführt, dass das Klima der Erde viel wärmer oder kälter war als heute.“
Vor 12 Jahren vorhergesagt
Die Forscher untersuchten die Bildung von Seifenstein und anderen Magnesit-haltigen Assemblagen während der mineralischen Carbonatisierung von sogenanntem Mantelperidotit im St. Paul’s Transform Fault. Hierbei entdeckten sie, dass die Kombination aus geringen Schmelzausdehnungen, die Schmelzen erzeugen, die mit inkompatiblen Elementen, flüchtigen Stoffen und insbesondere Kohlendioxid angereichert sind. Dabei werden Bedingungen geschaffen, die zur umfangreichen mineralischen Carbonatisierung führen.
Die Proben wurden während einer Expedition in das Gebiet mit bemannten Fahrzeugen gesammelt. Das Auffinden und Analysieren dieser Gesteine „war ein wahr gewordener Traum. Wir hatten das Vorhandensein von durch Karbonat verändertem ozeanischem Mantelgestein bereits vor 12 Jahren vorhergesagt, konnten es aber nirgends finden“, so Klein. „Wir fuhren zu den Schären, um nach hydrothermalen Aktivitäten bei niedrigen Temperaturen zu suchen, und scheiterten kläglich daran, solche Aktivitäten dort zu finden. Es war unglaublich, dass wir diese Gesteine in einer Transformverwerfung finden konnten, denn wir haben sie zufällig gefunden, als wir nach etwas anderem suchten.“
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