Wie heiß sind die sengenden Innenseiten der Erde? Ein schwelender 2,570 Grad Fahrenheit (1,410 Grad Celsius), findet eine neue Studie.

Die Entdeckung zeigt, dass der Mantel unter den Ozeanen der Erde — der Bereich knapp unter der Kruste, der sich bis zum inneren Flüssigkeitskern des Planeten erstreckt — fast 60 Grad Celsius heißer ist als Wissenschaftler bisher dachten, sagten die Forscher., Der Befund wird Wissenschaftlern helfen, die vielen geodynamischen Prozesse der Erde, einschließlich der Plattentektonik, genauer zu modellieren, sagten sie.

„Ein so heißer Mantel könnte bedeuten, dass der Mantel weniger viskos ist (leichter fließt), was erklären könnte, wie sich tektonische Platten auf der Oberseite der Asthenosphäre bewegen können“, sagte Emily Sarafian, Doktorandin in der Abteilung Geologie und Geophysik an einem gemeinsamen Programm des Massachusetts Institute of Technology und der Woods Hole Oceanographic Institution.,

Die Wirkung der Temperatur auf die Asthenosphäre unterscheidet sich nicht sehr von der der heißen Temperaturen auf Honig, sagte sie.

„Wenn Sie Honig für eine Stunde in den Kühlschrank stellen, fließt er kaum, wenn Sie ihn herausnehmen“, sagte Sarafian in einer E-Mail an Live Science. „Wenn Sie stattdessen Honig auf den Herd stellen, fließt er sehr leicht, weil er heißer ist.“

Mantelgeheimnis

Es gibt viele Hinweise darauf, dass der Mantel unter den Ozeanen der Erde glühend heiß ist. Zum Beispiel erzeugt es die Lava, die aus Unterwasservulkanen ausbricht., Aus offensichtlichen Gründen können Wissenschaftler jedoch nicht zum Mantel reisen und die Temperatur, bei der er schmilzt, direkt messen.

Stattdessen schaffen Wissenschaftler Mantelgesteine in Laboratorien, indem sie Pulver mineralischer Bausteine kombinieren, sagte Sarafian.

„Sobald sie ein synthetisches Mantelgestein haben, unterziehen sie das Gestein dann Manteldrücken und Temperaturen, um die Temperatur zu bestimmen, bei der das Gestein bei einem bestimmten Druck schmilzt“, sagte sie., Durch die Erhöhung der Temperatur in kleinen Intervallen und bei unterschiedlichen Drücken können Wissenschaftler genau feststellen, wann ihr synthetisches Mantelgestein schmilzt — ein Zustand, der als Mantelgestein bekannt ist.

Aber es gibt ein großes problem mit diesem experiment: Wasser.

Mantelgesteine enthalten eine kleine Menge Wasser, aber es ist unglaublich schwierig sicherzustellen, dass sich die richtige Menge Wasser in diesen Laborproben befindet, sagte Sarafian. Darüber hinaus enthält die Atmosphäre Wasser, „sodass Ihre Experimente eine unbekannte Menge Wasser adsorbieren und nicht vollständig trocken sind“, sagte sie.,

Wissenschaftler sind sich dieses Problems bewusst,“ aber sie konnten nie quantifizieren, wie viel Wasser in ihren Experimenten war, weil die Mineralkörner, die während eines Versuchslaufs bei Manteldrücken und-temperaturen wachsen, viel zu klein sind, um mit aktuellen Analysetechniken gemessen zu werden“, sagte Sarafian.

Verständlicherweise müssen Wissenschaftler bei diesen Experimenten Wasser berücksichtigen, da Wasser in Gesteinen die Schmelztemperatur der Gesteine senken kann. In der Vergangenheit entschieden sich die Forscher für ihre Experimente mit trockenem synthetischem Gestein und fügten der Gleichung dann mathematisch Wasser hinzu.,

Aber wie Sarafian und ihre Kollegen später herausfanden, waren diese „trockenen“ Experimente aufgrund des Wassers in der Atmosphäre nicht wirklich trocken; vielmehr enthielten sie ungefähr die gleiche Menge Wasser, die sich im Mantel befindet, sagte sie. Daher war die Korrektur der Ergebnisse durch mathematische Zugabe von Wasser unnötig und machte die Ergebnisse ungenau.

Olivin zur Rettung

Ein Mineral namens Olivin half Sarafian und ihren Kollegen, das Rätsel anders zu lösen., Olivinkörner sind etwa so groß wie feiner Sand und groß genug, dass Forscher Wasser in den Körnern genau messen können. Darüber hinaus ist Olivin ein guter Kandidat, da es natürlich im Mantel vorkommt, sagte Sarafian.

„Wir haben Schmelzexperimente auf die gleiche Weise durchgeführt wie frühere Wissenschaftler und ein synthetisches Gestein auf hohen Druck und Temperaturen gebracht, aber indem wir diese Körner zu unseren Experimenten hinzufügten, gaben wir uns ein Ziel, das groß genug war, um es zu analysieren Wassergehalt“, sagte sie.,

Praktischerweise hatte die Probe die gleiche Menge Wasser wie der Mantel, sagte Sarafian. Dies bedeutete, dass sie keine Gleichungen verwenden mussten, um ihre Daten zu korrigieren, sagte sie.

Ihre Ergebnisse deuteten darauf hin, dass der Mantel schmilzt, wenn er relativ nahe an der Erdoberfläche ist. Das widerspricht einem anderen jüngsten Befund, der zeigte, dass der Mantel tatsächlich tief unter der Erdoberfläche schmilzt.

„Dies musste bedeuten, dass die akzeptierte Manteltemperaturschätzung zu niedrig war und der Mantel tatsächlich 60 C heißer ist“, sagte Sarafian., „Das ist ein sehr bedeutender Sprung!“

Die Entdeckung ist“ eine spürbare Korrektur “ für die Temperatur des Mantels unter dem Ozean, schrieb Paul Asimow, Professor für Geologie und Geochemie am California Institute of Technology, der nicht an der Studie beteiligt war, in einem begleitenden Kommentar in der Zeitschrift Science.

Der Befund „wird die Interpretation geophysikalischer Beobachtungen der Asthenosphäre weltweit verändern“, schrieb Asimow.