Überraschende Entdeckungen im Erdmantel stellen die Grundlagen unseres Wissens über das Innere der Erde auf den Kopf. Ein internationales Forschungsteam aus der Schweiz und den USA hat neue Bereiche identifiziert, die die Wissenschaftler vor ein Rätsel stellen.

Zürich – Trotz des technologischen Fortschritts bleibt das Erdinnere für die Wissenschaft weitgehend unerforscht. Traditionelle Methoden sind begrenzt, da niemand in der Lage ist, tief genug zu bohren, um Proben direkt aus dem Erdmantel zu entnehmen. Indirekte Techniken, wie die Analyse seismischer Wellen, haben jedoch wertvolle Einblicke ermöglicht. So entdeckte ein Team der ETH Zürich und des California Institute of Technology kürzlich, dass unter dem Pazifik möglicherweise versunkene Kontinente existieren.

Forscher enthüllen untergetauchte Platten im Meer

Seismische Wellen, die durch Erdbeben erzeugt werden, sind ein unerlässliches Werkzeug in der Geophysik. Ihre Geschwindigkeit und Richtung offenbaren Informationen über die Dichte und Elastizität des durchquerten Materials, was Wissenschaftlern hilft, die Erdstruktur zu entschlüsseln, ohne sie direkt zu sehen.

Das Team nutzte fortschrittliche seismische Daten, um die Positionin untergetauchter tektonischer Platten zu analysieren – eines der fundamentalen Elemente der Plattentektonik. Bisher wurden solche Platten vor allem in Subduktionszonen identifiziert, wo eine Plattenkante unter eine andere abtaucht. Die neue Entdeckung zeigt jedoch, dass diese Strukturen viel weiter verbreitet sein könnten, sogar unter großen Ozeanen und innerhalb der Kontinente, wo es bisher keine geologischen Hinweise auf solche Prozesse gab.

Die Studie, die im Fachjournal "Scientific Reports" veröffentlicht wurde, macht deutlich, dass sogenannte Anomalien im Erdmantel weit verbreitet sein könnten, laut Erstautor Thomas Schouten von der ETH Zürich. "Es scheint, als fänden wir überall solche Strukturen im Erdmantel, auch an Orten, an denen wir sie nicht erwarten würden," bemerkt er.

Rätsel um die Anomalien: Was sind sie wirklich?

Eine bemerkenswerte Zone befindet sich unter dem westlichen Pazifik, wo laut bisherigen geologischen Modellen keine Überreste von Platten zu finden sein sollten. Die Bedeutung dieser Entdeckung bleibt jedoch unklar. "Das ist unser Dilemma", so Schouten. Mit verbesserten Modellen seien diese Anomalien sichtbar, deren Ursprung aber noch nicht verstanden sei. Was genau diese Muster verursache und welches Material sie repräsentieren, sei nach wie vor ein großes Geheimnis.

Der ETH-Professor Andreas Fichtner vergleicht die Situation mit der Arbeit eines Arztes, der mit veralteten Methoden denkt, sein Fachgebiet durchdrungen zu haben. "Wenn man ihm nun ein moderneres Gerät gibt, entdeckt er plötzlich etwas, das nicht dort sein sollte," erklärt er.

Mögliche Ursprünge der Anomalien im Erdmantel

Die Wissenschaftler spekulieren über die möglichen Ursprünge der Anomalien. Schouten vermutet, dass sie aus sehr altem silikatreichem Material oder aus Regionen stammen könnten, in denen über Milliarden von Jahren eisenhaltige Gesteine kumuliert wurden. Für Schouten ist es klar, dass weitergehende Forschung nötig ist, um präzisere Informationen über das Erdinnere zu gewinnen. "Die verwendeten seismischen Wellen repräsentieren aktuell nur die Geschwindigkeit, nicht die Komplexität des Materials hinter diesen Geschwindigkeiten," erklärt er. "Wir müssen die Materialeigenschaften hinter diesen Wellen besser verstehen, um die Geheimnisse des Erdmantels zu entschlüsseln." Bleibt abzuwarten, welche weiteren erstaunlichen Erkenntnisse das Team in Zukunft gewinnen kann und welche Geheimnisse das Erdinnere noch für uns bereithält.