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Entwicklung des Lebens erklären: Die Antwort liegt im Inneren der Erde

Die Entstehung des Lebens lässt sich nicht so einfach erklären.
Die Entstehung des Lebens lässt sich nicht so einfach erklären.
Foto: iStock.com/sarayut
Forscher gehen ungewöhnliche Wege, um mehr zur Entstehung des Lebens herauszufinden. Diese Studie findet Antworten im Gestein.

Einen Hinweis zur Entwicklung des Lebens auf der Erde gibt nun eine Studie, die sich mit geschmolzenem Gestein auseinandersetzt. Daraus können die Forscher Einblicke in den Kohlenstoffkreislauf der Erde erhalten. Dieser ist besonders wichtig für die Bewohnbarkeit unseres Planeten.

Die Entstehung der Erde
Die Entstehung der Erde

Entwicklung des Lebens: Gestein fördert neue Erkenntnisse ans Licht

De neue Studie, die im Fachmagazin PNAS veröffentlich wurde, erklärt, wie feste Erde Kohlenstoff speichern kann. Denn nur durch Kohlenstoff in unserer Atmosphäre kam es zur Entwicklung des Lebens. Es machte die Erde bewohnbar. Kohlenstoff ist eines der Hauptbausteine für die Schöpfung von Leben. Es befindet sich im oberen Erdmantel in Form von Karbonatmineralien. So kann es als zusätzliches Mineral im Mantelgestein gespeichert werden.

Tritt karbonatreiches Magma an die Erdoberfläche, zeichnet es sich durch sein einzigartiges Schlammbild aus. Solche Vulkaneruptionen treten weltweit auf. Forscher gehen davon aus, dass Karbonate im Gestein die Temperatur, bei der sie schmelzen, verringern. Karbonate aus dem Erdinnern schmelzen im oberen Erdmantel wohl nicht allzu schnell. Das spielt eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde.

Seismische Wellen geben Hinweis auf die Beschaffenheit des Inneren

Im Erdmantel ist wenig freier Sauerstoff vorhanden. Durch den Prozess der Mantelkonvektion kann der Mantel aufsteigen. Langsame Bewegungen befördern Gestein in die Tiefen. Diese oxidieren allmählich im Erdinnern. Abhängig von der Oxidationsstufe kann das zum Schmelzen des Mantelgesteins führen. Dies wiederum regt die Bildung von kohlenstoffreichen geschmolzenem Gestein an. Das Schmelzen beeinflusst nämlich die physikalischen Eigenschaften des Gesteins. Das können geophysikalische Sonden nachweisen.

Über diese karbonatinduzierten Teilschmelzen war Geologen bislang nicht viel bekannt, da sie sich nur schwer nachweisen ließen. Seismische Wellen halfen nun dabei mehr über die Eigenschaften herauszufinden. Genauer gesagt die Kompressionswellen. Sie sind schneller als die sogenannten Scherwellen. Doch misst man in Tiefen von 180 bis 330 Kilometern, können die Kompressionswellen sogar noch schneller werden. Dieser Unterschied zwischen Kompressionswellen und Scherwellen war Forschern seither ein Rätsel.

Der Erdmantel ist ein wichtiger Kohlenstoffspeicher

Nun können Forscher dies erklären und gleich noch eine Theorie zur Entwicklung des Lebens mitliefern. Im tieferen oberen Erdmantel sind Spuren von kohlenstoffreichen Schmelzen zu 0,05 Prozent enthalten. Dies führt zu einer erhöhten Geschwindigkeit der Kompressionswellen. Für die Studie wurden Hochdruck-Ultraschall- und Dichtemessungen durchfgeführt. Theoretische Simulationen unterstützten das Experiment. Sie sollten grundlegende physikalische Eigenschaften der Karbonatschmelze erkennen.

Die Studie sollte nicht nur Einblicke in die Entwicklung des Lebens geben, sondern auch das Innere unserer Erde besser verstehen. So sollten die Eigenschaften von Silikatschmelzen und geschmolzenen Metall betrachtet werden. Der obere Mantel scheint ein wichtiger Kohlenstoffspeicher zu sein und scheint damit ein wichtiger Faktor zu sein, der zur Entwicklung des Lebens beigetragen hat.

Wenn es um die Entwicklung des Lebens geht, suchen Forscher manchmal Antworten im Universum. So beispielsweise eine Theorie zur Entstehung des Menschen. Mit einem Irrtum der Evolutionstheorie räumen Forscher auf.