Schweizer Forschende kartieren ungewöhnliche Zonen im Erdmantel

Unter unseren Füssen bahnt sich eine geologische Revolution an, vorangetrieben von der unerbittlichen Präzision der Schweizer Wissenschaft. Forschende der ETH Zürich haben in Zusammenarbeit mit CalTech tief im unteren Erdmantel eine verblüffende Anomalie entdeckt, die unserem etablierten Verständnis davon, wie unser Planet funktioniert, direkt widerspricht. Mithilfe modernster hochauflösender Modelle haben diese Geophysikerinnen und Geophysiker riesige Gesteinszonen identifiziert, die deutlich kälter und chemisch anders beschaffen sind als ihre Umgebung. Es handelt sich nicht bloss um Kieselsteine im Bach, sie scheinen vielmehr die gewaltigen Überreste versunkener tektonischer Platten zu sein.

Die Lage dieser Formationen widerspricht jedoch jeder herkömmlichen Logik. Nach der aktuellen Theorie der Plattentektonik sollten solche Überreste dort zu finden sein, wo Platten zusammenstossen und abtauchen, also an Subduktionszonen. Doch diese neu kartierten «Geisterplatten» lauern an Orten, an die sie eigentlich nicht gehören: unter den weiten offenen Ozeanen und tief unter den stabilen Teilen der Kontinente. Diese Entdeckung zwingt die Wissenschaft dazu, sich mit einer entscheidenden Frage auseinanderzusetzen: Ist unsere Karte des Erdinneren grundsätzlich falsch? Die Folgen sind weitreichend und legen nahe, dass das dynamische Umwälzen des Erdmantels viel komplexer und chaotischer ist als bisher modelliert.

Nirgends ist dieses geologische Rätsel so verblüffend wie unter dem westlichen Pazifik. Gemäss allen soliden Modellen der jüngeren Erdgeschichte dürfte es in dieser Region kein Material versunkener Platten geben. In der Nähe gab es keine Subduktionszonen, die derart grosse Gesteinsansammlungen erklären könnten. Die Daten der ETH Zürich sind jedoch eindeutig: Das Material ist da, still und gewaltig, und stellt die zeitliche Abfolge der Erdgeschichte infrage.

Diese Erkenntnis erzeugt in der Geophysik eine dramatische Spannung. Wenn es sich tatsächlich um uralte Platten handelt, wie konnten sie an derart unmögliche Orte gelangen, ohne Spuren zu hinterlassen? Das Vorhandensein dieser Anomalien unter dem Pazifik deutet darauf hin, dass die Konvektionsströme im Erdmantel, das langsame Aufwallen, das die Bewegung der Kontinente antreibt, mit einer Turbulenz und Unvorhersehbarkeit wirken, die wir noch nicht vollständig verstehen. Die Wissenschaft muss sich nun der Tatsache stellen, dass unser Blick auf die jüngere Erdgeschichte durch diese unerklärlichen Phantome aus der Tiefe getrübt sein könnte.

Wie kartiert man eine Welt, die kein Mensch je besuchen wird? Man lauscht dem Puls des Planeten. Den Durchbruch erzielten die Forschenden nicht durch Bohrungen, sondern indem sie die rohe Kraft von Erdbeben nutzten. Das Team analysierte Seismogramme, also Aufzeichnungen der Erschütterungswellen, die bei seismischen Ereignissen entstehen, und mass, wie schnell sich diese Wellen durch das Erdinnere ausbreiten. Es ist ein Spiel mit Schatten und Echos, bei dem viel auf dem Spiel steht: Die Wellen breiten sich je nach Temperatur und Zusammensetzung des durchquerten Gesteins mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus.

Diese indirekte Methode wirkt wie eine Röntgenaufnahme des Planeten. Die vom Schweizer Team identifizierten kälteren, dichteren Anomalien liessen die seismischen Wellen anders verlaufen als der umgebende Erdmantel. Zwar können wir diese Gesteine noch nicht physisch beproben, doch die Daten zeichnen einen überzeugenden Umriss des Unbekannten. Dieser technologische Erfolg unterstreicht die Leistungsfähigkeit der ETH Zürich und festigt ihren Status als weltweit führende Institution in der geophysikalischen Forschung. Das Team hat die zerstörerischsten Kräfte der Erde zu einer Linse für Entdeckungen gemacht und durch Tausende Kilometer Gestein geblickt, um Antworten zu finden, die im Dunkeln verborgen liegen.

Wenn diese Anomalien keine fehlplatzierten tektonischen Platten sind, ist die Alternative noch erstaunlicher. Forschende ziehen nun die Möglichkeit in Betracht, dass sie die ursprünglichen Grundbausteine des Planeten vor sich haben. Diese Zonen könnten aus uraltem, silikatreichem Material bestehen, das fast vier Milliarden Jahre alt ist und aus der Entstehungszeit des Erdmantels stammt. Der Gedanke ist überwältigend: Materietaschen, die das heftige konvektive Umwälzen des Planeten über Äonen überstanden haben und seit Anbeginn der Welt intakt geblieben sind.

Alternativ könnte es sich um riesige Friedhöfe eisenreicher Gesteine handeln, die sich über Milliarden Jahre der Bewegung des Erdmantels angesammelt haben. Ob sie nun Geister versunkener Platten oder uralte Narben aus der Geburtszeit der Erde sind, eines ist sicher: Das Innere unseres Planeten ist viel weniger homogen, als wir glaubten. Während die ETH Zürich diese hochauflösenden Modelle weiter verfeinert, stehen wir am Beginn einer neuen Ära der Geologie. In dieser wird die Geschichte der Erde nicht nur in der Kruste geschrieben sein, auf der wir gehen, sondern auch in den feurigen, geheimnisvollen Tiefen verborgen liegen.