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Stefan Meier
Zirkone aus dem westlichen Egergraben, Nordostbayern.
Copyright: Stefan Meier

Berichte aus dem Erdinnern

Zirkone sind Edelsteine, die es in vielen Farben gibt und die auch relativ häufig vorkommen. Jetzt haben Wissenschaftler festgestellt, dass sie nicht nur ungewöhnlich haltbar sind, sondern vor allem viel älter als das sie umgebende Gestein.
Forscher vom Institut für Geowissenschaften der Universität Tübingen sowie Kollegen aus den USA, Australien, China und anderen deutschen Instituten verwendeten für ihre Untersuchungen ungewöhnlich große Zirkone, die kürzlich auf Vulkanfeldern des Böhmischen Massivs am westlichen Teil des Egergrabens entdeckt wurden. Sie wählten Stücke von Edelsteinqualität mit einer Größe von ein bis drei Millimetern, die keine sichtbaren Einschlüsse oder Risse aufwiesen. An ihnen führten sie eine Reihe von Experimenten durch, bei denen die in den Zirkonkristallen enthaltenen Spurenelemente, den Gehalt verschieden schwerer Sauerstoffatome (Sauerstoffisotope) und die Zerfallsprodukte der in geringen Mengen enthaltenen radioaktiven Elemente Lutetium, Samarium und Uran bestimmt wurden.

Wie sich anhand der Uran-Thorium/Helium-Datierungen herausstellte, wurden die Zirkone bei Vulkanausbrüchen vor 24 bis 29 Millionen Jahren an die Erdoberfläche geschleudert und an ihren heutigen Fundort gebracht. Hinweise auf älteren Vulkanismus in dem Gebiet gibt es nicht. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Zirkonkristalle im Erdmantel in einer Tiefe von 60 bis 80 Kilometern und bei etwa 900 Grad Celsius entstanden sind und nicht, wie sonst üblich, in der kontinentalen Kruste. Sie sind viele Millionen Jahre älter als die Vulkangesteine, mit denen sie heute zusammen zu finden sind: etwa 80 bis 50 Millionen Jahre.

Die Zirkone waren offensichtlich so stabil, dass sich im Innern der Kristalle über viele Millionen Jahre die Endprodukte des Uranzerfalls, nämlich Blei, anreichern konnten und die "Uran-Blei-Uhr" nicht durch Bleiverlust gestört wurde. Dies ist im Hinblick auf die extremen Bedingungen, die im oberen Erdmantel unter dem Egergraben in der geologischen Vergangenheit geherrscht haben, bemerkenswert. Je mehr die Forscher über die Zirkone wissen, desto mehr können die Minerale über ihren Herkunftsort - wie dem Erdmantel - und ihre Entstehungsbedingungen aussagen.

Quelle: Quelle: Siebel, W. et al.: Prolonged mantle residence of zircon xenocrysts from the western Eger rift. Nature Geoscience, Online-Vorabveröffentlichung am 22. November 2009, DOI: 10.1038/NGEO695

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