Seit Milliarden von Jahren schon läuft der Erdkern aus. Das stellte ein internationales Forschungsteam bereits 2019 fest. Das Problem: Sie konnten damals noch nicht genau bestimmen, wie es dazu kommen kann. Es folgten zahlreiche weitere Untersuchungen, die jedoch lediglich einzelne Puzzleteile liefern konnten. Nun wollen Forschende die Antwort auf die Frage gefunden haben, wie es zu diesem Leck kommen konnte.
Darum läuft der Erdkern aus
Im Rahmen ihrer Studie haben Geochemiker*innen der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) und des California Institute of Technology (Caltech) eine bahnbrechende Entdeckung gemacht. Sie entdeckten rekordverdächtige Konzentrationen eines Heliumisotops in 62 Millionen Jahre alten arktischen Gesteinen. Diese könnten das bisher überzeugendste Beweisstück dafür sein, dass Helium, das während der Bildung unseres Planeten im Kern eingeschlossen wurde, langsam an die Oberfläche gelangt.
Diese Entdeckung baut auf früheren Analysen alter Lavaströme auf und hat die Wissenschaftler in ihrem Verständnis darüber, wie Helium aus dem Kern entweicht, bestärkt.
Helium, ein leichtes und nicht reaktives Element, ist auf der Erdoberfläche selten, da es dazu neigt, aus freiliegenden Gesteinen in die Atmosphäre zu diffundieren und ins All zu driften. Die aktuelle Untersuchung zeigt, dass das in basaltischen Laven auf Kanadas Baffin Island enthaltene Helium einige der weltweit höchsten Verhältnisse von Helium-3 (3He) zu Helium-4 (4He) aufweist. Das deutet auf eine tiefe und alte Herkunft des Gases hin und nicht auf eine Kontamination durch die Atmosphäre.
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Chance auf weitere Erkenntnisse
Das Forschungsteam um Forrest Horton berichtete von ungewöhnlich hohen Helium-Isotopenverhältnissen in Proben von Olivin auf Baffin Island. Diese Entdeckungen führten zu der Hypothese, dass die geologischen Hotspots ihr Helium möglicherweise aus einem uralten Reservoir beziehen, das an den Mantel angrenzt.
Neuere Analysen ergaben das höchste jemals in vulkanischem Gestein aufgezeichnete Verhältnis von 3He zu 4He. Sie umfassten auch Olivinproben von verschiedenen geschützten Standorten auf Baffin und den umliegenden Inseln. Durch die zusätzliche Berücksichtigung anderer Isotope konnte das Team Faktoren ausschließen, die die Identität des Heliums nach dem Ausbruch verändert haben könnten. Somit untermauerten die Forschenden die ungewöhnliche Herkunft des Gases noch stärker.
Diese Ergebnisse, zusammen mit Daten zur Isotopenzusammensetzung anderer Edelgase wie Neon, deuten darauf hin, dass Helium und Neon möglicherweise aus dem Erdkern stammen. Simulationsdaten zur Thermodynamik unterstützen die Theorie, dass Reserven von Edelgasen, die im Kern eingeschlossen sind, während des Wachstums der Erde geschützt wurden und erst im Laufe der Zeit in den umgebenden Mantel gesickert sind. Diese Entdeckungen könnten neue Methoden zur Erforschung des Erdkerns und der Prozesse, die zur Bildung erdähnlicher Planeten führen, eröffnen.
Quelle: „Highest terrestrial 3He/4He credibly from the core“ (Nature, 2023); „Primordial neon in high-3He/4He Baffin Island olivines“ (Earth and Planetary Science Letters, 2023)
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