Potenzielle Flecken der alten Erdkruste, manchmal auch „versunkene Welten“ genannt, wurden möglicherweise gerade tief im Erdmantel entdeckt, dank einer neuen Methode zur Kartierung des Inneren unseres Planeten. Allerdings tauchen diese mysteriösen Kleckse an Stellen auf, an denen sie nicht auftauchen sollten, was bei den Forschern für Verwirrung sorgt.
Seit Jahrzehnten erstellen Wissenschaftler mithilfe von Seismographen ein besseres Bild des Erdinneren – 3D-Bilder, die durch Messung der seismischen Wellen von Erdbeben tief im Inneren unseres Planeten erstellt werden. Diese Methode hat Wissenschaftlern dabei geholfen, alte Abschnitte der Planetenkruste zu identifizieren, sogenannte subduzierte Platten, die durch Subduktionszonen, an denen tektonische Platten aufeinandertreffen, in den Erdmantel gezogen wurden. Beispielsweise gaben Forscher im Oktober 2024 die Entdeckung eines Abschnitts des Meeresbodens bekannt, der tief in den Erdmantel unterhalb der Osterinsel eingesunken war.
In einer am 4. November 2024 in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlichten Studie enthüllten Forscher, dass sie mithilfe einer neuen Art seismografischer Bildgebung „zahlreiche“ potenziell subduzierte Platten im gesamten Erdmantel entdeckt hatten. (Bisher wurden nur wenige Informationen über die Größe, Form und genaue Position der Blobs bekannt gegeben.)
Allerdings befinden sich einige der neuen Anomalien im Gegensatz zu zuvor identifizierten subduzierten Platten, die in Gebieten gefunden werden, in denen derzeit tektonische Platten kollidieren oder zuvor zusammengestoßen sind, an Orten, an denen keine bekannte tektonische Aktivität stattgefunden hat, beispielsweise unterhalb des westlichen Pazifiks. Daher ist unklar, wie sie dorthin gelangten.
„Das ist unser Dilemma“, sagte Thomas Schouten, Doktorand am Geologischen Institut der ETH Zürich in der Schweiz, in einer am 7. Januar veröffentlichten Erklärung. „Mit dem neuen hochauflösenden Modell können wir solche Anomalien überall im Erdmantel sehen.“ Aber wir wissen nicht genau, was sie sind.“
Es gibt andere mögliche Erklärungen für die neu kartierten Blobs. Beispielsweise könnten sie aus krustenartigem Material bestehen, das bei der Entstehung des Erdmantels vor 4 Milliarden Jahren übrig geblieben ist. Oder sie bestehen aus einem anderen ähnlich dichten Material, das in den letzten paar hundert Millionen Jahren im Erdmantel gewachsen ist.
Dies sind jedoch nur alternative Theorien. Derzeit bleibe die Identität dieser Blobs ein „großes Rätsel“, schreiben Vertreter der ETH Zürich in der Stellungnahme.
Suche nach „versunkenen Welten“
Bisher stammt alles, was wir über das Innere der Erde wissen, aus der Zusammenfügung verschiedener Seismographen, die von verschiedenen einzelnen Erdbeben auf der ganzen Welt erstellt wurden. In der neuen Studie verwendeten die Forscher jedoch eine neue Methode, die sogenannte Vollwellenforminversion, bei der Computermodelle verwendet werden, um diese Seismographen zu einem einzigen klaren Bild zu kombinieren.
Dies ist eine rechenintensive Methode, und um sie umzusetzen, mussten die Forscher das Modell auf dem Supercomputer Piz Daint im Schweizerischen Nationalen Supercomputerzentrum in Lugano ausführen – dem ehemals leistungsstärksten Computer Europas –, um die Zahlen zu ermitteln.
Der Co-Autor der Studie, Andreas Fichtner, ein Seismologe an der ETH Zürich, der das in der neuen Forschung verwendete Vollwellenformmodell erstellt hat, verglich die Verwendung der Vollwellenforminversion mit Fortschritten in der medizinischen Bildgebung. „Stellen Sie sich vor, ein Arzt untersucht seit Jahrzehnten das Kreislaufsystem“, sagte Fichtner. „Wenn man ihnen dann ein neues, besseres Untersuchungsgerät gibt, sehen sie plötzlich eine Arterie im Gesäß, die eigentlich nicht dorthin gehört“, erklärte Fichtner. „Genau so empfinden wir die neuen Erkenntnisse.“
Forscher gehen davon aus, dass es sich bei den neu entdeckten Blobs um subduzierte Blöcke handeln könnte, vor allem weil sich seismische Wellen mit der gleichen Geschwindigkeit durch beide bewegen. Dies garantiert jedoch nicht, dass es sich um dasselbe handelt, und es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um festzustellen, ob sie sich tatsächlich ähneln.
„Wir müssen die verschiedenen Materialparameter berechnen, die die beobachteten Geschwindigkeiten der verschiedenen Wellentypen erzeugen könnten“, sagte Schouten. „Im Wesentlichen müssen wir tiefer in die Materialeigenschaften hinter der Wellengeschwindigkeit eintauchen.“
