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In einem geologischen Triumph bohren Wissenschaftler ein Fenster in den Erdmantel

An einem Unterwasserberg mitten im Atlantischen Ozean haben Wissenschaftler fast eine Meile unter dem Meeresboden gebohrt und eine beispiellose wissenschaftliche Beute zutage gefördert – Teile des felsigen Erdmantels.

Diese rekordverdächtige Leistung elektrisierte Erdwissenschaftler, die jahrzehntelang davon träumten, kilometerweit durch die Erdkruste zu rammen, um das geheimnisvolle Reich zu erleben, das den größten Teil des Planeten ausmacht. Die Die durch Hitze verursachten Wellen im Erdmantel sind es, die tektonische Platten in die Erdkruste einspeisen und so Berge, Vulkane und Erdbeben entstehen lassen.

Die neue Kampagne, von einem Ozeanbohrschiff gerufen JOIDES ENTSCHEIDUNGEs wurde technisch gesehen nicht in den Erdmantel gebohrt, und das Loch war nicht das tiefste, das jemals unter dem Meeresboden gebohrt wurde. Stattdessen gruben die Forscher in ein spezielles „tektonisches Fenster“ im Nordatlantik, wo der Bohrer nicht einmal einen Tunnel bohren muss, sondern auf Erde trifft. Hier wurde Mantelgestein näher an die Oberfläche gedrückt, da der Meeresboden an den nahegelegenen Mittelatlantischen Rücken langsam zerfällt.

Am 1. Mai begannen sie mit dem Graben des sogenannten Lochs U1601C. Andrew McKeague, der leitende Wissenschaftler der Mission, erwartete, ein flaches „Loch“ zu bohren, da der in den 1990er Jahren aufgestellte Rekord für Bohrungen im Mantelgestein nur eine Zehntelmeile betrug. Die Forscher hofften, genügend Proben zu gewinnen, um zu erklären, wie chemische Reaktionen zwischen Mantelgesteinen und Wasser zur Entstehung von Leben auf unserem Planeten führen könnten. Aber Meeresbohrungen können ein unsicheres Unterfangen sein – Bohrer bleiben stecken oder die geborgenen langen Gesteinsproben sind möglicherweise nur Teilproben.

Dieses Mal förderte der Bohrer jedoch Röhren um Röhren aus dunklem Gestein zutage, von denen viele überraschend vollständig waren.

Er ging einfach immer tiefer, tiefer und tiefer. Dann sagten alle auf der Wissenschaftsparty: „Hey, das wollten wir die ganze Zeit.“ Seit 1960 wollten wir einen so tiefen Krater im Mantelgestein schaffen. Als das Team am 2. Juni mit den Bohrungen aufhörte, entnahm das Team Gesteinsproben aus einer Tiefe von 4.157 Fuß unter dem Meeresboden.

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„Wir haben ein Ziel erreicht, das die wissenschaftliche Gemeinschaft seit vielen Jahrzehnten antreibt“, sagte McKeag.

Wissenschaftler auf der Erde haben die Mission gespannt beobachtet und erwarten den Jackpot der Daten, die ein neues Fenster in die Tiefen der Erde öffnen und jahrelange Forschung befeuern werden.

sagte Andrew Fisher, ein Hydrogeologe an der University of California in Santa Cruz, der einen Doktoranden berät, der sich auf dem Schiff befand und gesichtet wurde. Fernfortschritt.

Im Jahr 1909 entdeckte der kroatische Seismologe Andrija Muhorovicic eine Grenze innerhalb der Erde.

Die Mohorovii überwachten, wie sich seismische Wellen, die durch ein Erdbeben erzeugt werden, durch die Erde ausbreiten, ähnlich wie mit Röntgenstrahlen das Innere eines menschlichen Körpers untersucht wird. Nahe der Oberfläche bewegten sich die seismischen Wellen mit einer einheitlichen Geschwindigkeit, aber ab einem bestimmten Bereich um die Welt bewegten sie sich schneller, was darauf hindeutet, dass die Wellen durch zwei unterschiedliche Gesteinsschichten wanderten.

Diese Diskontinuität, Moho genannt, wird heute als erkannt Die Linie zwischen Erdkruste und Erdmantel. Ihre Tiefe variiert, aber der Mantel beginnt im Allgemeinen etwa fünf Meilen unter dem Meeresboden und etwa 20 Meilen unter den Kontinenten.

sagte Jessica Warren, Professorin für Geowissenschaften an der University of Delaware, die auch das Progress Telemetry Project überwachte. „Wenn wir die Erde als Ganzes verstehen wollen, gibt es darunter eine riesige Menge Gestein.“

Der innere Kern der Erde scheint seine Rotation zu verlangsamen

Mantle ist nicht völlig unbekannt. Gelegentlich spucken Vulkanausbrüche Teile davon aus – Brocken grünlichen Peridots, der Gesteinsart, die den Erdmantel dominiert, eingebettet in Basaltgestein. Aber diese Proben, genannt Mantel-XenolitheEs hat jedoch seine Grenzen, da es auf dem Weg an die Oberfläche oft zerkaut und ausgehöhlt wird. Es gibt auch Ophiolithe, bei denen es sich um Schichten ozeanischer Kruste handelt, die von Teilen des oberen Erdmantels durchzogen sind und angehoben und mit der Erde verklebt wurden. Aber auch die Reise hat sich verändert.

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Was Wissenschaftler schon lange herbeigesehnt haben, ist eine versteinerte Probe von Mantelgestein. Mohole-Projekteine berühmte Ozeanexpedition, machte sich 1961 daran, durch die dünne Kruste am Meeresboden zu bohren, um den Mantel zu erreichen, scheiterte jedoch.

Teile des Meeresbodens, wo der Mantel der Oberfläche am nächsten liegt, schienen eine Gelegenheit zu sein, eine Probe zu entnehmen, ohne die technischen Schwierigkeiten, die mit dem Bohren durch kilometerlange Kruste verbunden sind. Hier nehmen die Wissenschaftler an Bord der JOIDES Resolution eine der letzten Missionen des Schiffes vor sich ins Visier geplanter Ruhestand Im Geschäftsjahr 2024.

Das Team verließ Ponta Delgada auf den portugiesischen Azoren im April und machte sich auf den Weg zum Atlantis-Massiv, einem Unterwasserberg von der Größe Mount Rainier. Seine Hauptaufgabe bestand nicht darin, das bisher tiefste Loch in Mantelgestein zu bohren, sondern darin, diese Gesteine ​​zu beproben, um Hinweise darauf zu finden, wie sich in Abwesenheit von Leben auf der Erde kleine organische Moleküle bilden, wenn Gesteine ​​mit Wasser interagieren.

„Dies könnte ein Weg sein, von der bloßen Gewinnung von Wasser und Steinen auszugehen“, sagte Susan Lang, die leitende Wissenschaftlerin der Expedition und Wissenschaftlerin am Woods Hole Oceanographic Institution. produziert Wasserstoff, [and] Dieser Wasserstoff ist ein wirklich großartiger Brennstoff für Dinge wie die Herstellung kleinerer organischer Moleküle, und er kann sich dann mit anderen organischen Molekülen verbinden und zu frühem Leben führen.“

Vertiefung und Erholung

Das aus dem Krater U1601C gewonnene Grundgestein wird von Peridotit dominiert, der am häufigsten im oberen Erdmantel vorkommenden Gesteinsart. ihre Proben Laut Wissenschaftlern wurde es durch die Einwirkung von Meerwasser verändert Wir haben bereits begonnen, die Interpretation der Ergebnisse zu diskutieren.

Der größte Teil des Erdmantels ist unter der Kruste vergraben und nicht wie an dieser Stelle dem Ozean ausgesetzt. Dies wirft eine grundlegende Frage auf: Wie gut ahmen aktuelle Proben den Rest des Erdmantels nach? Mach die Steine Stellt es wirklich den Erdmantel dar oder ist er krustenlos?

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Ist die Mantel-Kruste-Grenze übrigens scharf oder handelt es sich um einen eher allmählichen Übergang? Bei den Proben handelt es sich nicht um reinen Peridotit, und dies kann ein wichtiger Hinweis sein.

„Es ist eine Art Fragmentierung, aber vielleicht ist das die untere Kruste“, sagte Fisher und listete verschiedene Gesteinsarten auf, über die in den Science Daily Annals berichtet wurde. „Das ist wirklich ungewöhnlich – mehr als ein Kilometer stark verändertes unteres Krusten- und/oder unteres Mantelgestein. Ich würde sagen, es ist eine Mischung.“

Die Wissenschaftler waren so sehr mit der Verarbeitung der geborgenen Gesteinsmenge beschäftigt, dass sie keine Gelegenheit hatten, die Proben im Detail zu untersuchen oder auch nur das Ausmaß der Leistung zu bedenken. Bohrer müssen alle 50 Stunden ausgetauscht werden. Das Team an Bord arbeitet in 12-Stunden-Schichten, ohne eine Minute Zeit zu verlieren.

Eines Morgens wird Lang abgelenkt und entschuldigt sich von einem Interview, als sie Meerwasser durch das Fenster spritzen sieht.

„Ich habe dieses Stadium des Meerwassers gesehen, das war immer ein sehr aufregender Punkt, an dem sie dieses Ding von den vielen Meerwassergischten überall trennten“, sagte Lang. „Normalerweise ist das meine Warnung, dass innerhalb der nächsten fünf Minuten ein Kern an Deck kommt.“

Was sie alle begeistert, ist die Hoffnung, dass tiefere Proben „frischere“ Gesteine ​​liefern, die weniger durch andere Prozesse verändert wurden und näher an dem sind, was der Mantel bildet.

„Je tiefer wir dorthin vordringen, desto näher kommen wir dem Aussehen dieser Gesteine, desto näher kommen wir dem Aussehen des Erdmantels“, sagte Warren.

Magda Franke

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