Forscher von der ETH Zürich haben laut einer neuen Studie heraus gefunden, dass Magma um bis zu 25 mal schneller aus dem Erdinneren aufsteigt als bisher angenommen (Artikel ETH Life).

Die alte Lehre behauptete, dass das Magma von den Kammern in 120km Tiefe bis zur Oberfläche zehntausend bis hunderttausend Jahre benötigt. Eine neue Studie stellt dies aber in Frage. Forscher rund um Max Schmidt vom Institut für Mineralogie und Petrologie der ETH Zürich haben herausgefunden, dass dies in nur wenigen tausend Jahren geschieht.

Die Studie wurde mittels einer weltweit einzigartigen Zentrifuge, die Druck und Temperatur der Asthenosphäre herstellen kann, gemacht. Diese erreicht bis zu 3000-fache Erdbeschleunigung und eine Lautstärke von 120 Dezibel.

Die Forscher simulierten die Schmelz-Aufstiegsbedingungen der Asthenosphäre mit basaltischem Glas vom Mittelozeanischen Rücken, das die Schmelze repräsentierte.

Das Mineral Olivin, aus dem Zweidrittel des oberen Erdmantels bestehen, diente im Versuch als Matrix, durch die sich die Schmelze bewegen sollte. Beides erhitzten sie zusammen auf rund 1300 Grad und setzten das Gemisch einem Druck von einem Gigapascal aus. Dabei schmolz das basaltische Glas, und über den Weg, den diese Schmelze beim Zentrifugieren bei 400 bis 700-facher Erdbeschleunigung durch die Olivin-Matrix zurücklegte, konnten die Wissenschaftler durch mikroskopische Untersuchungen der aufbereiteten Proben direkt die Permeabilität berechnen. Dadurch gelang es ihnen, die für thermomechanische Modelle wichtige Konstante, welche die Porosität zur Permeabilität in Beziehung setzt, konkret zu ermitteln.

Dies lässt einige neue Erkenntnisse zu. Das Magma interagiert viel weniger mit dem Gestein, welches durchdrungen wird. Das bedeutet, dass die geochemischen Signale, die das Magma mit an die Oberfläche bringt, aus viel grösseren Tiefen stammt: «Wir schauen weiter in die Tiefe als bisher angenommen», sagt Max Schmidt.

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