Eine neue Milliarden-Jahre-Geschichte des Erdinneren enthüllt kolossale „Blobs“, die wie Kontinente verschmelzen und auseinanderbrechen

Tief in der Erde unter uns liegen zwei Klumpen von der Größe von Kontinenten. Einer liegt unter Afrika, der andere unter dem Pazifischen Ozean.

Die Blobs haben ihre Wurzeln 2,900 Kilometer unter der Oberfläche, fast auf halbem Weg zum Erdmittelpunkt. Es wird angenommen, dass sie der Geburtsort von aufsteigenden Säulen aus heißem Gestein sind, die „tiefe Mantelwolken“, die die Erdoberfläche erreichen.

Wenn diese Schwaden zum ersten Mal die Oberfläche erreichen, treten riesige Vulkanausbrüche auf – die Art, die vor 65.5 Millionen Jahren zum Aussterben der Dinosaurier beitrug. Die Blobs könnten auch den Ausbruch eines Gesteins namens Kimberlit kontrollieren, das Diamanten aus Tiefen von 120 bis 150 Kilometern (und in einigen Fällen bis zu etwa 800 Kilometern) an die Erdoberfläche bringt.

Wissenschaftler wissen seit langem, dass die Blobs existieren, aber wie sie sich im Laufe der Erdgeschichte verhalten haben, war eine offene Frage. In neuen Forschungen haben wir eine Milliarde Jahre Erdgeschichte modelliert und entdeckt die Blobs sammeln sich zusammen und brechen auseinander ähnlich wie Kontinente und Superkontinente.

Ein Modell für die Evolution von Earth Blobs

Die Blobs befinden sich im Mantel, der dicken Schicht aus heißem Gestein zwischen der Erdkruste und ihrem Kern. Der Mantel ist fest, fließt aber langsam über lange Zeiträume. Wir wissen, dass die Blobs dort sind, weil sie durch Erdbeben verursachte Wellen verlangsamen, was darauf hindeutet, dass die Blobs heißer sind als ihre Umgebung.

Wissenschaftler sind sich im Allgemeinen einig, dass die Blobs mit der Bewegung tektonischer Platten an der Erdoberfläche verbunden sind. Wie sich die Blobs im Laufe der Erdgeschichte verändert haben, hat sie jedoch verwirrt.

Eine Denkrichtung legt nahe, dass die gegenwärtigen Klumpen als Anker fungierten, die Hunderte von Millionen von Jahren an Ort und Stelle eingesperrt waren, während sich anderes Gestein um sie herum bewegte. Wir wissen jedoch, dass sich tektonische Platten und Mantelfahnen im Laufe der Zeit bewegen, und die Forschung legt nahe die Form der Kleckse ändert sich.

Unsere neue Forschung zeigt, dass die Kleckse der Erde ihre Form und Lage viel stärker verändert haben als bisher angenommen. Tatsächlich haben sie sich im Laufe der Geschichte auf die gleiche Weise zusammengesetzt und aufgelöst wie Kontinente und Superkontinente auf der Erdoberfläche.

Wir haben Australiens verwendet Nationale Recheninfrastruktur um fortschrittliche Computersimulationen darüber durchzuführen, wie der Erdmantel über eine Milliarde Jahre geflossen ist.

Diese Modelle basieren auf Rekonstruktion der Bewegungen tektonischer Platten. Wenn Platten ineinander stoßen, wird der Meeresboden in einem als Subduktion bekannten Prozess zwischen ihnen nach unten gedrückt. Das kalte Gestein vom Meeresboden sinkt immer tiefer in den Mantel und schiebt ab einer Tiefe von etwa 2,000 Kilometern die heißen Blobs beiseite.

Wir fanden heraus, dass sich die Blobs genau wie Kontinente ansammeln können – wie in der aktuellen Konfiguration „Superblobs“ bilden – und sich im Laufe der Zeit auflösen.

Ein Schlüsselaspekt unserer Modelle ist, dass die Blobs zwar ihre Position und Form im Laufe der Zeit ändern, aber dennoch in das Muster von Vulkan- und Kimberlitausbrüchen passen, die an der Erdoberfläche aufgezeichnet wurden. Dieses Muster war bisher ein wichtiges Argument für die Blobs als unbewegte „Anker“.

Auffallenderweise zeigen unsere Modelle den afrikanischen Blob, der sich erst vor 60 Millionen Jahren gebildet hat – im krassen Gegensatz zu früheren Annahmen, der Blob könnte in etwa in seiner heutigen Form existiert haben fast zehnmal so lange.

Verbleibende Fragen zu den Blobs

Wie sind die Blobs entstanden? Woraus bestehen sie genau? Wir wissen es immer noch nicht.

Die Blobs können dichter sein als der umgebende Mantel und könnten daher aus Material bestehen, das vom Rest des Mantels getrennt ist früh in der Erdgeschichte. Dies könnte erklären, warum sich die mineralische Zusammensetzung der Erde von der unterscheidet, die von Modellen erwartet wird, die auf der Zusammensetzung von Meteoriten basieren.

Alternativ könnte die Dichte der Blobs durch die Ansammlung von dichtem ozeanischem Material aus Gesteinsplatten erklärt werden, die durch tektonische Plattenbewegungen nach unten gedrückt wurden.

Unabhängig davon zeigt unsere Arbeit, dass sinkende Platten eher Fragmente von Kontinenten zum afrikanischen Blob transportieren als zum pazifischen Blob. Interessanterweise stimmt dieses Ergebnis mit neueren Arbeiten überein, die darauf hindeuten, dass die Quelle der Mantelfahnen, die aus dem afrikanischen Blob aufsteigen, kontinentales Material enthält, während die Plumes, die aus dem pazifischen Blob aufsteigen, dies nicht tun.

Verfolgen Sie die Blobs, um Mineralien und Diamanten zu finden

Unsere Arbeit befasst sich mit grundlegenden Fragen zur Entwicklung unseres Planeten, hat aber auch praktische Anwendungen.

Unsere Modelle bieten einen Rahmen, um die Position von Mineralien im Zusammenhang mit dem Mantelauftrieb genauer zu bestimmen. Dazu gehören Diamanten, die von Kimberliten an die Oberfläche gebracht wurden, die mit den Blobs in Verbindung zu stehen scheinen.

Magmatische Sulfidvorkommen, die weltweit die wichtigsten Nickelreserven darstellen, sind ebenfalls mit Mantelwolken verbunden. Indem sie dabei helfen, auf Mineralien wie Nickel (ein wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batterien und anderen Technologien für erneuerbare Energien) abzuzielen, können unsere Modelle zum Übergang zu einer emissionsarmen Wirtschaft beitragen.

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

Bildquelle: Erdinneres vor 80 Millionen Jahren mit heißen Strukturen in Gelb bis Rot (dunkler ist flacher) und kalten Strukturen in Blau (dunkler ist tiefer). Ömer Bodur/Natur

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• Quelle: https://singularityhub.com/2022/04/21/volcanoes-diamonds-and-blobs-a-billion-year-history-of-earths-interior-shows-its-more-mobile-than-we- Gedanke/