Ein internationales Forscherteam der Universität Göttingen hat entdeckt, dass eine der Gesteinsproben einen Weg zurückgelegt hat, der sich nicht in die gewohnten Modelle einfügt.
Die Rede ist von einem Eklogit aus Papua-Neuguinea. Vor vier Millionen Jahren sank dieser Stein in einer Subduktionszone mehr als 90 Kilometer unter die Erdoberfläche.
Die Analyse der Mineraleinschlüsse zeigte: In einer Tiefe von etwa 45 Kilometern hatte sich das Gestein bereits auf rund 700 °C erwärmt. Das ist deutlich höher, als bestehende Wärmemodelle vorhersagen.
Bei 90 Kilometern betrug die Temperatur etwa 800 °C — bereits im Rahmen der „kalten“ Subduktion. Somit änderte sich der Temperaturgradient mit zunehmender Versenkung von unerwartet heiß zu relativ kalt.
„Diesen Übergang von heißer zu kalter Subduktion zu finden, war eine Überraschung, da er unseren aktuellen Wärmemodellen von Subduktionszonen widerspricht“, bemerkte Dr. Jan Schönig vom Geowissenschaftlichen Zentrum Göttingen.
Mögliche Ursachen für die übermäßige Wärme in geringen Tiefen sind eine zusätzliche Erwärmung durch Scherspannungen zwischen den Platten oder eine unzureichende Zeit zur Abkühlung der Subduktionszone. Beide Faktoren könnten eine Rolle gespielt haben.
Genaue Daten zu den Temperaturen in Subduktionszonen sind wichtig für das Verständnis von Erdbeben, vulkanischer Aktivität und dem langfristigen Kohlenstoffkreislauf.
Die wichtigste Schlussfolgerung der Studie und ihr wichtigstes „Highlight“ bestehen darin, dass die Wissenschaftler erstmals anschaulich bewiesen haben: Der Prozess des Abtauchens tektonischer Platten (Subduktion) kann seinen Temperaturhaushalt mit zunehmender Tiefe grundlegend ändern, und die alten Modelle haben dies nicht berücksichtigt.
Warum dies die Spielregeln verändert (globale Bedeutung)
- Neubewertung der Tektonik der Vergangenheit: Wenn viele alte Gesteine, die wir als Beleg für „kalte“ Subduktion betrachteten, tatsächlich eine heiße Phase durchlaufen haben, könnten unsere Vorstellungen davon, wie die Plattentektonik vor Millionen und Milliarden von Jahren funktionierte, falsch sein.
- Vorhersage von Katastrophen: Der Temperaturhaushalt der Subduktionszone beeinflusst unmittelbar, wie genau Erdbeben ablaufen werden (ob sie tief und stark oder oberflächlich sein werden) und wie der Mantel schmelzen wird, um Vulkane zu speisen.
- Kohlenstoffkreislauf: Von der Temperatur hängt ab, wie viel Kohlenstoff (in Form von Karbonaten) tief in den Mantel versenkt wird und wie viel über Vulkane in die Atmosphäre zurückkehrt. Dies ist der Schlüssel zum Verständnis des langfristigen Klimas der Erde.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Geoscience am 1 Oktober 2026 veröffentlicht. Die Studie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.
