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Forschungsteam identifiziert Sauerstoff-Isotope im Gestein als Indikator für den Paläo-Wärmefluss
Gesteine speichern Informationen aus längst vergangenen Zeiten. Ihre Zusammensetzung kann zum Beispiel verraten, unter welchen Umweltbedingungen sie entstanden sind. In der Klimaforschung kommt ihnen deshalb große Bedeutung zu. In diesem Zusammenhang beantwortet ein Forschungsteam der Universität Göttingen und des GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung nun eine bislang ungeklärte Frage: Verrät das ozeanische Sedimentgestein Chert, das dem bekannteren Feuerstein ähnelt, etwas über das Klima der Vergangenheit?
Die Studie zeigt, dass Sauerstoff-Isotope in Cherts vom Meeresboden keine offensichtlichen Informationen zum Klima enthalten. Sie zeichnen aber auf, wie viel Wärme an ihrem Fundort aus dem heißen Inneren der Erde an die Oberfläche abgegeben wurde. Das ist entscheidend für das Verständnis der jungen Erde: Mit den Erkenntnissen können die Bedingungen auf der Erdoberfläche vor bis zu vier Milliarden Jahren neu gedeutet werden. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Geology veröffentlicht.
Cherts vom ozeanischen Plateau Shatsky Rise im westlichen Pazifik östlich von Japan und Daten aus internationalen Bohrprojekten zeigen: Die Zusammensetzung der drei Sauerstoff-Isotope 16O, 17O und 18O in Gesteinen verändert sich mit dem Wärmefluss, der an den jeweiligen Fundorten unterschiedlich stark ist. Bei jungem Ozeanboden ist die Erdkruste erst kürzlich aus aufsteigendem Magma entstanden. Von der noch warmen Erdkruste strömt mehr Wärme an die Erdoberfläche. Alter Ozeanboden weist dagegen einen niedrigen Wärmefluss auf, da die Erdkruste bereits abgekühlt ist. Die Forschenden quantifizierten die Energiemenge, die durch die Erdkruste strömt, nun erstmals anhand der Sauerstoff-Isotope in Cherts. Sie nutzten dafür ein selbst entwickeltes Rechenmodell und überprüften ihre Ergebnisse mit unabhängigen Messungen in den Weltmeeren.
„Mit unserer Methode können wir erstmals messen, wie viel Wärme durch die Erdkruste strömte – und damit ein Stück der Erdgeschichte entschlüsseln“, erklärt Oskar Schramm, der als Erstautor der Studie am Geowissenschaftlichen Zentrum der Universität Göttingen geforscht hat und mittlerweile an der Ruhr-Universität Bochum promoviert. Prof. Dr. Michael Tatzel, der die Forschungsarbeiten betreut hat, ergänzt: „Als nächstes wollen wir klären, warum manche Cherts ungewöhnliche Sauerstoff-Isotopenmuster zeigen, die nicht mit dem damaligen Meerwasser im Gleichgewicht standen. Erste Hinweise unserer laufenden Arbeit deuten darauf hin, dass vulkanische Aschen dabei eine Rolle gespielt haben könnten.“
Prof. Dr. Michael Tatzel
Georg-August-Universität Göttingen
Geowissenschaftliches Zentrum
Abteilung Sedimentologie und Umweltgeologie
Goldschmidtstraße 1, 37077 Göttingen
Telefon: 0551 39-21791
E-Mail: michael.tatzel@uni-goettingen.de
Internet: http://www.uni-goettingen.de/de/633807.html
Schramm, O., Frings, P. J., di Rocco, T., Pack, A., & Tatzel, M. Oxygen isotopes in cherts record paleo-heat flow on Shatsky Rise (Western Pacific). Geology (2025). https://doi.org/10.1130/G53296.1
https://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?id=7939 weitere Fotos
Criteria of this press release:
Journalists
Geosciences
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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