Bildung unbekannter Eisenoxide setzt Sauerstoff frei
Das Besondere daran: Die Bildung beider bisher unbekannten Eisenoxide setzt Sauerstoff frei. Obwohl Eisenoxid normalerweise nicht im großen Maß im unteren Erdmantel auftritt, kann es über sogenannte Subduktionszonen dorthin befördert werden, wenn eine tektonische Platte unter eine andere gleitet. Hämatit und Magnetit sind Hauptbestandteile bestimmter urzeitlicher Eisenablagerungen, Bändererz und Eisenstein, die auf allen Kontinenten vorkommen. Diese Formationen können mehrere hundert Meter dick werden und Ausdehnungen von hunderten Kilometern aufweisen. Als zwei Milliarden Jahre alte Ablagerungen bilden sie weltweit einen Teil des Ozeanbodens. Über die Subduktion wird das Bändererz quasi im Erdinneren recycelt, wobei es in große Tiefen getragen werden kann, möglicherweise sogar bis zur Grenzregion von Erdmantel und Erdkern.
Unter Bedingungen, die dem unteren Erdmantel entsprechen, zerfallen Hämatit und Magnetit jedoch und setzen dabei große Mengen einer sauerstoffreichen Flüssigkeit frei (Sauerstoff ist unter solchen Bedingungen üblicherweise flüssig), wie das Team nun beobachtet hat.
„Live“ beobachtet: die Entstehung bisher unbekannter Eisenoxide
Maxim Bykov, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Bayerischen Geoinstitut und Ko-Autor der in „Nature Communications“ veröffentlichten Studie ergänzt: „Die Hochdruck- und Hochtemperaturforschung hat bereits in den letzten Jahren eine Reihe von Eisenoxiden entdeckt, die sich hinsichtlich ihrer Strukturen von Hämatit und Magnetit klar unterscheiden. Aber erstmals haben wir, dank der besonderen Leistungsfähigkeit der Synchrotron-Zentren in Hamburg, Grenoble und Chicago, die Entstehung von Eisenoxiden bei hohen Drücken und Temperaturen in situ – also sozusagen ‚live‘ – beobachten und die dabei erstmals entdeckten kristallinen Strukturen exakt bestimmen können“. Die sauerstoffreiche Flüssigkeit könnte lokal das umgebende Gestein oxidieren oder zur Übergangszone oder sogar bis in den oberen Mantel aufsteigen.
Folgt: Mineraltransport in den Erdmantel: Freigesetzter Sauerstoff beeinflusst geochemische Prozesse, evtl. auch das Klima
