Geologen können nur die obersten paar Kilometer der Erdkruste direkt beproben und untersuchen. Um zu erfahren, welche Prozesse sich in grösserer Tiefe abspielen, suchen sie nach Informationen in Mineralen und Gesteinen, die durch die Phänomene der Plattentektonik wieder an die Erdoberfläche gelangt sind (z.B. durch Vulkane oder bei Gebirgsbildungen).
Der beste Freund der Geologen ist der Diamant. Denn er entsteht in 150 Kilometer Tiefe und wird durch extrem schnelle Magmenaufstiege an die Erdoberfläche befördert. Da Diamanten sehr robust sind, können sie bei ihrer Entstehung andere Minerale einschliessen und unversehrt mit nach oben transportieren. Dadurch liefern Diamanten Informationen aus grossen Tiefen. Diamanten sind vor allem aus Kohlenstoff zusammengesetzt. Die Einschlüsse enthalten jedoch hauptsächlich Sauerstoff. Nun stellt sich den Forschern die Frage: Stammt dieser Sauerstoff aus dem tiefen Erdmantel oder wurde er duch die Prozesse der Plattentektonik in die Tiefe transportiert?
Diesen Forschungsfragen widmete sich Prof. Daniela Rubatto vom Institut für Geologie der Universität Bern zusammen mit Forschern rund um Dr. Zedgenizov des Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, in Novosibirsk, Russland. Der Artikel erschien Anfang März im Journal of Chemical Geology.
Das Forschungsteam untersuchte Diamanten aus Flussanden in Sibirien. Sie wollten vor allem wissen, ob der darin enthaltende Kohlen- und Sauerstoff von der Erdkruste bis in grosse Tiefen rezykliert werden kann. Denn die zwei Elemente sind die Hauptbestandteile unseres Planeten.
Die Geologen analysierten die wertvollen Diamanten, bzw. die darin enthaltenen Mineraleinschlüsse auf deren Kohlen- und Sauerstoffgehalt mittels einem sehr leistungsfähigen Massenspektrometer. Die Untersuchung ist eine der ersten erfolgreichen Messungen, die durchgeführt werden konnte ohne den Kristall zu zerstören. Die Analysen beweisen, dass sowohl der Kohlenstoff der Diamanten wie auch der Sauerstoff in den Einschlüssen ursprünglich von der Erdoberfläche stammen. Denn es sind typische Zusammensetzungen, die Ozeanwasser oder biologischen Prozessen entsprechen.
Die Studie ist ein wichtiger Beitrag zur aktuellen Forschung der Kreisläufe von Elementen auf unserem Planeten. Insbesondere zeigt sie, dass typische Elemente der Erdoberfläche auch Kreisläufe in der Tiefe haben und dort gespeichert werden.
