Flüchtige Elemente schafften es trotz der Hitze auf die Erde
Halogene sind wichtige Bestandteile im Erdinneren. Bis jetzt dachte man, sie seien nur mit den Meteoriten gekommen.
Meteoriten sind nicht nur faszinierende Boten aus dem Weltall, sondern auch sehr nützlich für die Forschung. So konnten jetzt Innsbrucker Forscher zusammen mit britischen und Schweizer Kollegen mithilfe von neuen Analysemethoden aus Meteoriten neue Erkenntnisse über die Entstehung der Erde gewinnen. Jeden Tag zischen Partikel aus der Kinderstube des Sonnensystems in Richtung Erde. Die kleineren Teile verglühen in der Atmosphäre. Das sind die Sternschnuppen. Die größeren Teile schaffen es durch den Orbit – und landen als Meteoriten auf der Erde.
Die Entstehung des Sonnensystems und somit die ersten Momente in der Geschichte der Erde geben der Forschung bis heute Rätsel auf. Besonders die Verteilung der chemischen Elemente im solaren Urnebel, also jenem Material, aus dem alle Planeten unseres Sonnensystems entstanden sind, ist interessant, da diese Verteilung bis heute die Eigenschaften im Inneren der Planeten und damit auch in der Erde bestimmt. „Um die Vorgänge im Inneren der Erde heute zu verstehen, müssen wir in die Vergangenheit blicken – im Optimalfall bis ganz an den Beginn vor etwa 4,5 Milliarden Jahren“, sagt Bastian Joachim vom Institut für Mineralogie und Petrographie der Universität Innsbruck. Die Forscher untersuchten die Vorkommen der flüchtigen Elemente Chlor, Iod und Brom, das sind sogenannte Halogene, mithilfe von Massenspektrometern: „Das sind volatile, also leicht flüchtige Elemente. Volatile beeinflussen unter anderem den Grad der Zähflüssigkeit von Gesteinsschmelzen im Erdinneren und damit die Art und Weise, wie ein Vulkan ausbricht“, sagt Bastian Joachim.
In noch viel größerem Maßstab beeinflussen Volatile den Verlauf von Massenströmen im Erdmantel. Diese Massenströme prägen maßgeblich die Wanderung der Kontinente und das Entstehen und Vergehen von Ozeanen sowie die langfristige Abkühlung der Erde. Halogene gehören zu jener Klasse von Elementen, die sich bei hohen Temperaturen relativ rasch verflüchtigen. Da die Erde in ihrer ursprünglichen Entstehung theoretisch viel zu heiß war, um Halogene halten zu können, nahm man bisher an, dass diese Elemente erst über diese späteren Einschläge auf die dann schon etwas ausgekühlte Erde kamen. „Jene Mengen an Chlor, Iod und Brom, die über die Meteoriteneinschläge zusätzlich in die Erde eingebracht wurden, sind aber geringer als jene Menge, die davon heute auf der Erde vorhanden ist“, sagt Bastian Joachim. Die Forscher schließen daraus, dass diese Halogene bereits von Beginn an vorhanden gewesen sein müssen. Den genauen Mechanismus dafür kennt man aber noch nicht. Die Arbeit der Wissenschafter wurde in „Nature“veröffentlicht.