Gold aus dem Erdkern gelangt durch Vulkane auf Hawaii nach oben

Unter der dicken Erdkruste und den glühend heißen Schichten im tiefen Inneren des Erdkerns verbirgt sich ein riesiger Vorrat an Gold und anderen Edelmetallen.

Forschende gingen lange davon aus, dass diese Reichtümer – darunter Gold und Ruthenium – nahe der Kern-Mantel-Grenze eingeschlossen bleiben, die ungefähr 1.900 Meilen (3.000 Kilometer) unter der Erdoberfläche liegt.

Neue Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass ein Teil dieser Metalle durch Vulkanausbrüche auf Inseln wie Hawaii langsam nach oben gelangt. In hawaiianischer Lava wurden Spuren von Ruthenium beobachtet, die auf ein allmähliches Austreten aus dem tiefsten Erdinneren hindeuten.

Viele dieser Erkenntnisse gehen auf die Arbeit von Dr. Nils Messling von der Universität Göttingen zurück.

Gold, Metalle und der Erdkern

„Als die ersten Ergebnisse eintrafen, wurde uns klar, dass wir buchstäblich auf Gold gestoßen waren! Unsere Daten bestätigten, dass Material aus dem Kern, einschließlich Gold und anderer Edelmetalle, in den darüberliegenden Erdmantel entweicht“, erklärte Dr. Messling begeistert.

Er und weitere Forschende identifizierten in Lava chemische Signaturen, die darauf schließen lassen, dass Metalle vom Erdkern bis an die Oberfläche wandern können.

Die Untersuchung passt zu früheren Studien, die in bestimmten Vulkangesteinen auffällige Wolfram-Isotope nachwiesen.

Durch den Vergleich exakter Isotopenverhältnisse stellten die Forschenden Anomalien fest, die sich nur durch eine verborgene Quelle tief im Inneren unseres Planeten erklären ließen.

Geschmolzenes Gestein transportiert Metalle

„Unsere Ergebnisse zeigen nicht nur, dass der Erdkern weniger isoliert ist als bisher angenommen“, erläuterte Professor Matthias Willbold, der ebenfalls an der Universität Göttingen tätig ist.

„Wir können nun auch belegen, dass gewaltige Mengen überhitzten Mantelmaterials – mehrere hundert Billiarden Tonnen Gestein – an der Kern-Mantel-Grenze entstehen und zur Erdoberfläche aufsteigen, wo sie ozeanische Inseln wie Hawaii bilden.“

Ein Großteil der Belege fand sich in dem geschmolzenen Gestein, das Hawaiis Vulkane speist.

Diese Erkenntnisse zeigen, wie im Erdkern gebundene Metalle mit Strömen magmatischer Flüssigkeiten in höhere Bereiche gelangen könnten.

Nach menschlichen Maßstäben läuft dieser Transport sehr langsam ab. Doch selbst ein minimaler Aufwärtsfluss kann über Millionen Jahre beträchtliche Mengen wertvoller Elemente verlagern.

Entwichene Metalle und Lagerstätten an der Oberfläche

Ein Teil des Goldes und verwandter Metalle, die heute in modernen Technologien verwendet werden, könnte einst nahe dem Erdmittelpunkt gelegen haben. Edelmetalle sind für Bereiche wie erneuerbare Energien, Elektronik und medizinische Geräte unverzichtbar.

Das genaue Ausmaß dieser Bewegung wird weiterhin untersucht, doch die Möglichkeit wirft neue Fragen zur Entstehung von Minerallagerstätten auf.

Fachleute betonen zudem, dass die Seltenheit von Gold an der Oberfläche seinen historischen Status und seine Geldfunktion begründet hat. Die Erkenntnis, dass Spuren davon aus großer Tiefe in den Erdmantel sickern, könnte verändern, wie Forschende die Verteilung von Metallen und die Entwicklung des Planeten beurteilen.

Die inneren Erdschichten tauschen Materialien aus

Geologinnen und Geologen stellten sich den Erdkern früher als isoliertes Reservoir vor, das durch Tausende Meilen dichten Gesteins abgeschottet war. Neue Daten stellen diese Annahme infrage und weisen auf einen langsamen, aber beständigen Materialaustausch hin.

Ob diese Wechselwirkungen bereits seit der frühesten Geschichte der Erde stattfinden, ist weiterhin Gegenstand aktiver Forschung.

Die Forschenden unterstreichen, dass der aktuelle Metallfluss aus dem Erdkern viel zu gering ist, um einen Goldrausch auszulösen. Vielmehr betrachten sie ihn als geologisches Phänomen, das offenlegt, wie die Prozesse im Erdinneren die Oberfläche unseres Planeten auf unerwartete Weise weiterhin formen.

Edelmetalle aus den frühesten Tagen der Erde

Auch die Bewegung von Ruthenium-Isotopen liefert Hinweise auf jene Materialien, aus denen die Erde ursprünglich entstand.

Forschende gehen davon aus, dass der Erdkern den chemischen Fingerabdruck uralter Bausteine des Planeten bewahrt hat. Diese unterscheiden sich von Stoffen, die erst später während der späten Akkretion hinzukamen.

Demnach könnten einige Metalle, die heute in vulkanischen Plumes aufsteigen, Überreste aus den frühesten Phasen der Erdentstehung sein. Das würde seltene Einblicke in Ereignisse ermöglichen, die mehr als 4,5 Milliarden Jahre zurückliegen.

Metallfluss zeigt Veränderungen im Erdkern

„Ob diese Prozesse, die wir heute beobachten, auch in der Vergangenheit abgelaufen sind, muss noch bewiesen werden. Unsere Erkenntnisse eröffnen eine völlig neue Perspektive auf die Entwicklung der inneren Dynamik unseres Heimatplaneten“, bemerkte Dr. Messling.

Einige Wissenschafterinnen und Wissenschafter vermuten, dass metallführende Gesteinsplumes über lange Zeiträume geochemische Unterschiede in den Ozeanen und der Atmosphäre ausgelöst haben könnten.

Sie untersuchen außerdem, wie solche Plumes vulkanische Inselketten und die Verteilung bestimmter Minerallagerstätten beeinflussen könnten.

Vulkane, Erdkern und Goldlagerstätten

Diese Ergebnisse sind nicht nur für die Geologie von Bedeutung. Das Vorkommen von Material aus dem Erdkern nahe der Oberfläche könnte beeinflussen, wie Forschende den Wärmefluss der Erde, die Entstehung ihres Magnetfelds und die Konvektion im tiefen Erdmantel modellieren.

Über die wissenschaftliche Neugier hinaus könnte der Nachweis eines Austauschs zwischen Kern und Mantel eines Tages auch die Suche und Bewertung mineralischer Rohstoffe beeinflussen – besonders in Vulkanregionen, die bislang wenig Beachtung fanden.

Als Nächstes soll ermittelt werden, mit welcher Geschwindigkeit Metalle aus dem Erdkern strömen und wie sie durch den Erdmantel aufsteigen.

Isotopenmessungen weiterer Elemente könnten noch mehr Hinweise auf die Zusammensetzung der inneren Zonen unseres Planeten liefern.

Diese Messungen werden den Forschenden helfen, grundlegende Fragen zur Planetenentstehung, zum fortlaufenden Austausch zwischen den Schichten und zum Ursprung jener Metalle zu klären, die entscheidende Technologien ermöglichen.

Dieses Wissen könnte lang gehegte Vorstellungen verändern und weitere Facetten der Komplexität der Erde sichtbar machen.