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Tief im unteren Erdmantel könnte das bindungsscheue Edelgas Helium in einem Mineral gefangen sein. © Gerhardus Swanepoel/ thinkstock

„Unmögliches“ Helium-Mineral im Erdinneren?
Im unteren Erdmantel könnte das Edelgas Helium doch eine stabile Verbindung bilden

9-01-2019 Verborgene Heliumfalle: Im unteren Erdmantel könnte es ein bisher unerkanntes Helium-Reservoir geben – in Form eines heliumhaltigen Minerals. Diese bislang für „unmöglich“ gehaltene Verbindung aus Eisenoxid und Helium könnte unter den extremen Bedingungen des Erdinneren stabil sein, wie Computermodelle nun nahelegen. Die Existenz dieses Minerals würde erklären, warum an bestimmten Vulkanen noch immer Helium aus der Frühzeit der Erde ausgast – es war im Erdinneren gefangen.

Helium ist zwar das zweithäufigste Element im Universum, doch bei uns auf der Erde ist dieses Edelgas Mangelware. Denn wegen seiner geringen Dichte entweicht das Gas unaufhaltsam ins All, wenn es nicht in Behältern oder Hohlräumen des Gesteins eingeschlossen ist. Erschwerend kommt hinzu, dass Heliumatome extrem reaktionsträge sind – freiwillig geht das Edelgas keine chemische Bindung ein. Nur unter hohem Druck und hohen Temperaturen lässt sich Helium zu Bindungen zwingen.

Woher kommt das uralte Helium?

Das Seltsame jedoch: Trotz seiner extremen Flüchtigkeit findet sich im Erdinneren noch immer Helium aus der Frühzeit unseres Planeten: Ausgasungen von vulkanischer Lava, beispielsweise auf Hawaii, belegen, dass das Tiefengestein Spuren dieses Edelgases enthalten muss. Forscher vermuten daher, dass es irgendwo im tiefen Erdmantel ein Reservoir von Helium gibt, das trotz seiner Reaktionsträgheit fest in einem Mineral gebunden ist.

Doch wo dieses Helium-Reservoir liegt und in welcher Form das Edelgas dort vorliegt, ist rätselhaft. Denn bisher hat man keine von Natur aus heliumhaltigen Mineralien gefunden, wie Jurong Zhang von der chinesischen Jilin Universität und seine Kollegen berichten. (Quelle: scinexx)
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Quelle: GFZ

Tiefe Erdbeben weisen auf Aufstieg magmatischer Fluide unter dem Laacher See hin

7-01-2019 In der Osteifel könnten Magmen aus dem oberen Erdmantel in die mittlere und obere Erdkruste aufsteigen. Dies geht aus einer Studie des Erdbebendienstes Südwest mit dem Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Landeserdbebendienst Nordrhein-Westfalen hervor. Die Wissenschaftler präsentieren erstmals Hinweise auf von Magmabewegungen verursachte tiefe und niedrigfrequente Erdbeben unter dem Laacher-See-Vulkan. Allerdings gibt es keine Anzeichen für eine aktuell bevorstehende vulkanische Aktivität. Die Forscher berichten im Geophysical Journal International.

„Die festgestellten Erdbeben werden in großen Tiefen erzeugt und zeichnen sich durch ungewöhnlich niedrige Schwingfrequenzen aus. Ihre Stärke liegt unterhalb der Grenze der menschlichen Wahrnehmung“, erklärt Joachim Ritter vom Geophysikalischen Institut (GPI) des KIT. Die Wissenschaftler sprechen von „Deep-Low-Frequency-“ (DLF-) Erdbeben. Sie werden in einer Tiefe zwischen zehn und über vierzig Kilometern erzeugt, das heißt in der Erdkruste und im oberen Erdmantel. Ihre dominanten Schwingfrequenzen liegen zwischen einem und zehn Hertz, und damit deutlich niedriger im Vergleich zu tektonischen Erdbeben vergleichbarer Stärke.

„DLF-Erdbeben gelten weltweit als Hinweis auf die Bewegung magmatischer Fluide in großer Tiefe“, erläutert Torsten Dahm, Sektionsleiter Erdbeben- und Vulkanphysik am GFZ. „Unter aktiven Vulkanen, beispielsweise auf Island, in Japan oder Kamtschatka, lassen sich solche Erdbeben regelmäßig beobachten.“ Die Ergebnisse der Studie in der Osteifel legen nahe, dass unter dem Laacher-See-Vulkan magmatische Fluide aus dem oberen Erdmantel in die Erdkruste aufsteigen könnten. Dies lässt sich als Hinweis darauf auffassen, dass Magmenkammern in der Erdkruste unterhalb des Laacher Sees existieren und sich langsam füllen könnten.

In ihrer Studie ermittelten die Forscher von KIT, GFZ, Erdbebendienst Südwest – dem Verbund der Landeserdbebendienste Rheinland-Pfalz und Baden-Württemberg –, und Landeserdbebendienst Nordrhein-Westfalen, dass diese Erdbeben in der Osteifel episodisch in zeitlich und räumlich eng begrenzten Gruppen auftreten und sich etwa entlang einer Linie von 10 bis 45 Kilometern Tiefe aufreihen. Daraus schließen die Wissenschaftler, dass im Bereich des Laacher Sees Fluide und Magmen, das heißt aufgeschmolzenes Gestein, aus dem oberen Erdmantel in die mittlere und obere Erdkruste aufsteigen könnten. Mehr erfahren...

 

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