Die Erdoberfläche mag in vielen Aspekten erforscht sein, doch der darunterliegende Erdmantel bleibt ein Geheimnis, das wissenschaftliche Neugier weckt. Während Menschen seit Jahrhunderten das Universum erkunden und dabei Entfernungen von über 24 Milliarden Kilometern erreichen, ist unser Wissen über das Innere der Erde begrenzt. In einer Tiefe von mehr als 12 Kilometern ist der Mensch noch nie vorgedrungen – der Erdmantel ist eine unüberwindbare Barriere.

Über die Struktur unseres Planeten erhalten wir Informationen durch Erdbeben, die Wellen erzeugen, welche durch die verschiedenen Schichten der Erde reisen und deren Aufbau durchleuchten, ähnlich wie ein Röntgengerät.

Die Geheimnisse des Erdmantels sind besonders spannend. Er erstreckt sich von der etwa 30 Kilometer dicken Erdkruste etwa 3000 Kilometer tief. Trotz seiner festeren Konsistenz agiert er ähnlich wie eine zähe Flüssigkeit und ist verantwortlich für die Bewegung der tektonischen Platten.

In den letzten Jahrzehnten haben Wissenschaftler interessante Entdeckungen gemacht, insbesondere was die sogenannten LLSVPs (Large Low Shear Velocity Provinces) betrifft, große Gebiete innerhalb des Erdmantels mit niedriger seismischer Geschwindigkeit, die etwa zwei Kilometer tief unter dem Pazifik und Afrika liegen und seit den 1990er Jahren bekannt sind. Die Frage, ob es sich hierbei um kurzlebige warme Zonen oder um alte Strukturen handelt, ließ Forscher nicht ruhen.

Eine bedeutende Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature, führt nun zu einem Erstaunen: Das Forschungsteam unter der Leitung von Su Talavera Soza von der Universität Utrecht analysierte die Geschwindigkeit und Dämpfung der Erdbebenwellen in diesen geheimnisvollen Regionen. Überraschenderweise fanden sie, dass die LLSVPs wenig Dämpfung aufweisen, während die kälteren Bereiche stark gedämpft sind. Talavera Soza stellt diese Beobachtungen mit einer anschaulichen Metapher dar: In der Hitze joggen wir langsamer und fühlen uns ausgelaugter, an einem kalten Tag hingegen sind wir frischer.

Um die Gründe für diesen unerwarteten Unterschied zu erklären, untersuchte Talavera Sozas Kollegin Laura Cobden die Korngrößen des Mantelmaterials in den LLSVPs. Dabei stellte sich heraus, dass die warmen LLSVPs große Kristalle enthalten, was diese alten Strukturen zu Relikten aus ehemaligen Magmaozeanen machen könnte. Auf der anderen Seite könnten die kleinen Kristalle in kühleren Zonen durch hohe Druckbedingungen entstanden sein.

Diese neuen Erkenntnisse haben das Verständnis des Erdmantels revolutioniert. Die LLSVPs scheinen äußerst stabil zu sein und sich nicht an der Mantelkonvektion zu beteiligen, was nahelegt, dass sie seit mindestens einer halben Milliarde Jahren existieren. Das Forschungsteam schlussfolgert, dass der Erdmantel weniger fließt als bislang angenommen und dass diese uralten „Inseln“ im Erdmantel die geologische Geschichte unseres Planeten entscheidend prägen.

Die Entdeckung könnte weitreichende Folgen für unser Wissen über die Geodynamik der Erde und die Erdgeschichte haben. Diese Geheimnisse sind es wert, weiter erforscht zu werden, und man fragt sich: Was wird die Wissenschaft als Nächstes über die verborgenen Tiefen unseres Planeten ans Licht bringen?