Forschenden der Chinese Acadamy of Science ist eine überraschende Erkenntnis gelungen: Die Strahlung der Sonne hat wohl einen deutlichen Einfluss auf das Erdinnere. Diese Entdeckung, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, erweitert das bisherige Verständnis über die Wechselwirkungen zwischen der Oberfläche und den Tiefen der Erde.

So gelangt die Kraft der Sonne ins Erdinnere

Die Wissenschaftler*innen stellten fest, dass die variierende Sonneneinstrahlung je nach Breitengrad Temperaturunterschiede an der Meeresoberfläche erzeugt. Diese wiederum beeinflussen die Verteilung des Meereslebens – insbesondere die von kohlenstoffreiche Organismen. Wenn diese Organismen dann durch Subduktion – also das Abtauchen ozeanischer Platten – in die Tiefe der Erde transportiert werden, beeinflussen sie von dort den sogenannten Redoxzustand von Bogenmagma.

Dieser beschreibt das Gleichgewicht zwischen reduzierenden und oxidierenden Bedingungen im Magma, welches in Vulkanbögen gebildet wird. Meeresorganismen fungieren hierbei als organischer Kohlenstoff und wichtiges Reduktionsmittel. So kann der Redoxzustand von Bogenmagma aufzeigen, bis in welche Tiefen die Sonne Einfluss auf die Erde nimmt. Die Forschenden sammelten tausende Magmaproben weltweit, um die globalen Schwankungen im Redoxzustand zu untersuchen.

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Ein „unerwartetes Muster“

Die Untersuchung zeigte, dass in niedrigeren Breitengraden weniger oxidiertes Magma vorkommt als in höheren Breitengraden. Diese Entdeckung basiert auf geochemischen Modellen, die Vanadium- und Scandiumwerte in Magmaproben analysierten. Frühere Studien hätten laut den Forschenden keine deutlichen Ergebnisse hervorgebracht, doch diese neue Herangehensweise enthüllte etwas Unerwartetes.

„Frühere Studien verglichen hauptsächlich Proben aus denselben Längenregionen, wie etwa den Vereinigten Staaten auf der Nordhalbkugel und Mexiko in der tropischen Zone, ohne nennenswerte Unterschiede festzustellen. Unsere Proben aus unterschiedlichen Breitengraden zeigten jedoch unterschiedliche Redoxreaktionen, was unsere Neugier weckte. Beim Versuch, diese Unterschiede zu erklären, entdeckten wir dieses unerwartete Muster“, erklärte Bo Wan, Geologe der Chinese Acadamy of Science und Co-Autor der Studie gegenüber Phys.Org.

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Weitere Untersuchungen nötig

„Das unerwartete Muster deutet darauf hin, dass das Oberflächenklima einen direkten Einfluss auf die Tiefen der Erde hat“, fügte Wan in einer Pressemeldung hinzu. Es „deutet auf eine starke Verbindung zwischen der Oberflächenumgebung und dem Redoxzustand der tiefen Erde hin und bietet neue Möglichkeiten zur Erforschung der Ressourcen und Umweltauswirkungen von Subduktionssystemen in verschiedenen Breitengraden“, ergänzte Hu Fangyang, ebenfalls Geologe der Chinese Acadamy of Science und Hauptautor der Studie.

Die Funde dieser Studie eröffnen Wissenschaftler*innen neue Möglichkeiten bei der Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Sonne, Oberflächenumgebung und dem Erdinneren. Trotz der überzeugenden Ergebnisse erkennen die Forschenden aber an, dass weitere Daten aus globalen Meeres- und Subduktionssedimenten notwendig sind, um die Zusammenhänge weiterhin zu erforschen.

Quellen: „Latitude-dependent oxygen fugacity in arc magmas“ (2024, Nature); Chinese Acadamy of Science; Phys.Org

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