Tief unter unseren Füßen, fast 3.000 Kilometer unter der Oberfläche, liegt eine Welt voller Geheimnisse. Die D''-Schicht, eine Region im unteren Erdmantel, hat Wissenschaftler lange Zeit vor Rätsel gestellt. Es ist ein Ort, an dem sich festes Gestein auf unerwartete Weise verhält, weder vollständig fest noch flüssig.
Ein kürzlicher Durchbruch unter der Leitung von Professor Motohiko Murakami von der ETH Zürich hat Licht in diese rätselhafte Zone gebracht. Die in der Zeitschrift Communications Earth & Environment veröffentlichte Forschung enthüllt die dynamischen Prozesse, die unseren Planeten von innen heraus formen. Diese Entdeckung, die in Zürich, Schweiz, gemacht wurde, bietet ein neues Verständnis der verborgenen Tiefen der Erde.
Jahrzehntelang war die D''-Schicht ein Rätsel. Seismische Wellen ändern abrupt ihre Geschwindigkeit, wenn sie sie durchqueren, was auf einzigartige Materialeigenschaften hindeutet. Frühe Theorien konzentrierten sich auf Mineralveränderungen, aber sie erklärten das Verhalten nicht vollständig. Das Team von Professor Murakami fand heraus, dass die Ausrichtung von Post-Perowskit-Kristallen, die unter extremem Druck und Hitze gebildet werden, der Schlüssel ist.
Experimente an der ETH Zürich reproduzierten die Bedingungen der D''-Schicht. Wissenschaftler maßen die Geschwindigkeiten seismischer Wellen und bestätigten, dass die Kristalltextur die Wellenveränderungen steuert. Diese Entdeckung beweist, dass der Erdmantel, der einst als statisch angesehen wurde, eine dynamische, fließende Einheit ist.
Die Studie identifiziert die Mantelkonvektion als die Kraft, die die Kristalle ausrichtet. Dieser langsame Fluss von Gestein reorientiert die Post-Perowskit-Kristalle und beeinflusst seismische Wellen. Dieser Befund liefert Beweise für den Mantelstrom an der Kern-Mantel-Grenze und verändert unser Verständnis der inneren Dynamik der Erde.
Dieses neue Wissen ermöglicht eine bessere Modellierung der tektonischen Plattenbewegungen, des Vulkanismus und des Erdmagnetfelds. Es stellt die Vorstellung eines starren Mantels in Frage und offenbart ein komplexes Zusammenspiel von Druck, Temperatur und Kristallstruktur. Die Post-Perowskit-Phase wird zu einem Schlüsselfaktor für tiefgreifende Erdphänomene.
Diese Forschung verbessert unsere Fähigkeit, die Kräfte, die unseren Planeten formen, zu visualisieren und zu würdigen. Sie unterstreicht die Vernetzung der Prozesse der Erde, von der Oberfläche bis zum Kern. Die Studie setzt einen neuen Standard für die Integration von Laborexperimenten, Beobachtungen und Modellierungen in den Geowissenschaften.
Die Ausrichtung der Post-Perowskit-Kristalle in der D''-Schicht löst nicht nur ein seismisches Rätsel, sondern offenbart auch den Erdmantel als eine dynamische, fließende Einheit. Diese Entdeckung eröffnet ein neues Kapitel in den Geowissenschaften und verbessert unser Verständnis der mächtigen Kräfte, die unseren Planeten formen.