Der Grund der Ozeane spielt eine Schlüsselrolle für das Leben auf der Erde

Aktuelle Forschungen des Doktoranden Zhengyu Long unter der Leitung von Frédéric Moynier und ihren Kollegen vom Institut de physique du globe de Paris (IPGP/Université Paris Cité/CNRS) und dem CNRS haben einen Mechanismus beleuchtet, der am terrestrischen Kohlenstoffkreislauf beteiligt ist und mit der Subduktion ozeanischer Platten zusammenhängt.

Ihre Studie, veröffentlicht in Science Advances, zeigt, dass Karbonatite – seltene vulkanische Gesteine, die reich an Karbonaten sind – eine besondere isotopische Signatur aufweisen, die vermutlich von der subduzierten ozeanischen Kruste stammt.

Diese Ergebnisse deuten auf einen Prozess des Recyclings von marinem Kohlenstoff im Erdmantel hin, der zur Regulierung des globalen Kohlenstoffkreislaufs und zur Aufrechterhaltung lebensfreundlicher Bedingungen auf der Erde beitragen könnte.

Ein Prozess im Herzen der Dynamik des tiefen Kohlenstoffs

Die Karbonatsedimente, die in Subduktionszonen absinken, sind oft mit Tonschichten durchsetzt oder liegen auf einer veränderten ozeanischen Kruste. Durch die Untersuchung von Karbonatiten aus verschiedenen geologischen Umgebungen – ozeanisch und kontinental – über einen Zeitraum von zwei Milliarden Jahren hat das Team festgestellt, dass ihre Kalium-Isotopenzusammensetzung eher den mantellischen Ursprung dieser Gesteine widerspiegelt als sekundäre magmatische Prozesse.

Diese Beobachtungen legen nahe, dass das Recycling von marinen Karbonaten, insbesondere durch die Subduktion veränderter ozeanischer Kruste, eine wichtige Rolle in der Dynamik tiefer Kohlenstoffreservoirs spielen könnte. Der Ursprung der Karbonatite, lange diskutiert, scheint somit stärker mit der teilweisen Schmelzung von Mantelreservoirs verbunden zu sein, die mit recycelten Karbonaten angereichert sind.

Neue Erkenntnisse für ein besseres Verständnis des globalen Kohlenstoffkreislaufs

Die an diesem Prozess beteiligten Karbonatanteile könnten aus einem tiefen Mantelplume stammen oder aus einer Wechselwirkung zwischen einem Plume und einem lithosphärischen Mantel mit Karbonaten resultieren. Eine sehr begrenzte teilweise Schmelzung könnte dann karbonatitische Magmen erzeugen. Dieser Mechanismus des Kohlenstofftransfers in die Tiefe wäre seit mindestens zwei Milliarden Jahren aktiv, auch in wärmeren Subduktionskontexten.

Diese Arbeit liefert somit ergänzende Elemente für ein besseres Verständnis des globalen Kohlenstoffkreislaufs. Sie unterstreicht die Bedeutung der Karbonatite in der Manteldynamik und betont den wahrscheinlichen Beitrag der subduzierten ozeanischen Kruste zum Kohlenstoffrecycling, ein wichtiger Prozess für das Gleichgewicht der Oberflächenbedingungen der Erde.