Oberfläche und Erdkruste nicht im Gleichgewicht

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9. Februar 2011
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Pressedienst
Erste globale geochemische Karte der Landoberfläche:
Oberfläche und Erdkruste nicht im Gleichgewicht
Die oberste Erdkruste der Kontinente unterscheidet sich in der chemischen Zusammensetzung der
Gesteine von tieferen Erdkrustenteilen. Eine jetzt veröffentlichte Studie vom KlimaCampus der
Universität Hamburg vergleicht erstmals die relativ dünne Schicht der Landoberfläche mit der
gesamten oberen Kruste. Ergebnis: Leicht verwitternde Gesteine treten an der Erdoberfläche
häufiger zutage als in tieferen Schichten. Die neuen Daten sind wichtig für Modelle, die
erdgeschichtliche Klimaänderungen erforschen.
Professor Jens Hartmann vom KlimaCampus und seine Kollegen legen im International Journal of
Earth Sciences die erste globale geochemische Karte der Landoberfläche vor, mit der sie die
elementare Zusammensetzung der gesamten Landoberfläche berechnen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung der Oberflächengesteine deutlich anders ist als
die durchschnittliche Zusammensetzung der oberen Kruste bis in etwa 15 Kilometer Tiefe. Dies ist
besonders deutlich für das Element Calcium, das in Form von Kalksteinen etwa dreimal häufiger an
der Oberfläche als in den oberen 15 Kilometern insgesamt vorkommt.
Die Oberflächenschicht ist die Schnittstelle zwischen Geosphäre, Biosphäre und Atmosphäre. Hier
laufen wichtige klimarelevante Prozesse wie zum Beispiel die Verwitterung ab. „Bei der
Verwitterung von Kalksteinen wird temporär genau so viel Kohlendioxid aus der Luft gebunden wie
bei der Lösung von Kalkstein mobilisiert wird. So kann es zu erheblichen Änderungen der
Konzentration des Treibhausgases CO2 in der Atmosphäre kommen – allerdings in geologischen
Zeiträumen, also auf einer Zeitskala von Millionen von Jahren“, sagt Jens Hartmann. Die Ergebnisse
sind deshalb für langfristige Klimamodelle wichtig.
Neben dem hohen Anteil an Calcium finden sich an der Oberfläche auch mehr als doppelt so viel
Chlor und Schwefel wie im Durchschnitt der oberen Erdkruste. Diese Elemente stecken in Steinsalz
und Gips, so genannte Evaporite. Ähnlich wie die Kalksteine lagerten sie sich vor allem in flachen
Meeresarmen auf überfluteten Kontinentbereichen ab und wurden anschließend durch die
Gebirgsbildung hochgehoben und der Verwitterung ausgesetzt, ohne in tiefere Erdkrustenbereiche
versenkt zu werden.
Für die neue geochemische Karte werteten die Forscher eine Vielzahl wissenschaftlicher Quellen aus.
Deren unterschiedliche Messwerte und Klassifikationssysteme wurden in mehreren Schritten
vereinheitlicht. Die Ergebnisse stehen ab sofort Forschern als Open-Access zur Verfügung.
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Neben den KlimaCampus-Forschern waren an der Studie Kollegen der Universität Utrecht, der
Université Pierre et Marie Curie, Paris, und der Technischen Universität Darmstadt beteiligt.
Link zur Studie:
http://www.springerlink.com/content/c4101281807662ux
Für Rückfragen:
Prof. Dr. Jens Hartmann / Dr. Nils Moosdorf
KlimaCampus, Universität Hamburg
Tel.: 040-428 38-66 86 / -66 84
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Stephanie Janssen
KlimaCampus, Universität Hamburg
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