Eine Flotte schwimmender Roboter hat herausgefunden, warum die Galapagos-Inseln existieren. Und laut den Machern der Roboter könnte die Entdeckung erklären, warum die Erde kein schwimmender Eisball ist.
Die Galapagos-Inseln sind ein vulkanischer Archipel im Pazifik, etwa 1.000 Kilometer vor der Küste Ecuadors. Die Inseln sind am bekanntesten als Wirte einer großen Anzahl von Arten, die sonst nirgendwo auf der Welt zu finden sind, was dem Biologen Charles Darwin half, die Evolutionstheorie zu entwickeln. Laut einem internationalen Forscherteam wissen wir jetzt, dass die Inseln durch einen dünnen Tunnel gebildet wurden, der Magma aus einer "Mantelwolke" 1.900 km (1.200 Meilen) unter der Oberfläche hervorbringt. Wissenschaftler hatten vermutet, dass eine solche Wolke schon einmal existieren könnte, aber dies ist der direkteste Beweis dafür, dass sie dort unten ist.
Die Forscher veröffentlichten heute (4. Februar) ihre Beschreibung der Mantelwolke und der schwimmenden Roboter, die zur Entdeckung beigetragen haben, in der Zeitschrift Nature Scientific Reports.
"Mantelfedern" sind riesige Blasen aus sehr heißem Magma, die viel näher an der Erdkruste sitzen als gewöhnlich. Seit Jahrzehnten schlagen Wissenschaftler vor, dass Federn wie diese erklären könnten, warum bestimmte Regionen des Planeten sehr vulkanisch aktiv sind, obwohl sie weit entfernt von den Rändern tektonischer Platten sind, an denen Vulkanismus stärker erwartet wird. (Hawaii ist ein berühmtes Beispiel.) Nicht jeder Vulkanologe akzeptiert diese Erklärung, aber diejenigen, die es glauben, erklären, warum der Erde nicht die Hitze ausgeht.
Während der Planet in seiner Geschichte Temperaturschwankungen hatte, die signifikant genug waren, um das Klima radikal zu verändern (wir befinden uns gerade mitten in einem unnatürlich plötzlichen), ist seine Temperatur aus geologischer Sicht ziemlich konstant geblieben. Der Planet hat sich im Laufe der Zeit nicht abgekühlt, da seine innere Hitze ausgeht. Und laut den Autoren der Studie bedarf dies einiger Erklärungen.
Die Erde hätte nur ihre Temperatur halten können, sagte der Hauptautor Guust Nolet, ein Geowissenschaftler an der Universität von Nizza / Sophia Antipolis in Frankreich, in einer Erklärung: "Wenn ein Teil der ursprünglichen Wärme aus ihrer Anreicherung und der seitdem durch radioaktive Mineralien erzeugten, könnte im unteren Mantel eingeschlossen bleiben. Aber die meisten Modelle der Erde sagen voraus, dass der Mantel sein und diese Wärme viel schneller abgeben sollte. Diese Ergebnisse des Galapagos-Experiments weisen auf eine alternative Erklärung hin: Der untere Mantel kann durchaus widerstehen und stattdessen nur Bringen Sie Wärme in Form von Mantelwolken an die Oberfläche, wie sie Galapagos und Hawaii erzeugen. "
Das Ergebnis wäre eine Art Rinnsaleffekt, bei dem die heißen Innereien des Planeten genug Erdwärme abgeben würden, um die Kruste warm zu halten, aber nicht so stark, dass sie sich selbst ausbrennt.
Um diese mögliche Mantelwolke auf den Galapagosinseln zu entdecken, setzten die Forscher neun Roboter namens "MERMAIDS" ein, die etwa 1,6 km unter der Meeresoberfläche frei schwebten und auf Erdbeben unter Wasser lauschten.
Wissenschaftler finden heraus, was im Inneren des Planeten vor sich geht, indem sie sorgfältig untersuchen, wie sich Erdbeben durch den Planeten bewegen. Es ist eine Technologie, die ein bisschen wie Ultraschall ist, aber in großem Maßstab. Das Problem ist, dass die meisten Erdbebendaten vom Land stammen, das nur ein Drittel der Planetenoberfläche bedeckt. Die MERMAIDS sollen die Lücken füllen.
Immer wenn sie ein Erdbeben hören, steigen die MERMAIDS laut Aussage an die Meeresoberfläche und verwenden GPS-Daten, um ihren Standort auf der Erde herauszufinden. Dann senden sie ihre GPS- und seismischen Daten nach Hause. Dies sind die Daten, mit denen die Forscher die Wolke unter den Galapagosinseln rekonstruierten. Dies ist das erste veröffentlichte Ergebnis des MERMAID-Projekts.
Es ist erwähnenswert, dass nicht jeder Seismologe akzeptiert, dass Mantelwolken wirklich existieren. Wie Sara Pratt 2015 für das Earth Magazine berichtete, bezweifeln einige Seismologen, dass seismische Wellen genügend Informationen enthalten, um klare Bilder davon zu liefern, was so weit unter der Kruste vor sich geht. Gegner der Theorie weisen darauf hin, dass die verschiedenen Definitionen von "Mantelwolke" oft so weit gefasst sind, dass sie sich widersprechen, und dass, obwohl viele Mantelwolken "entdeckt" wurden, niemand in der Lage war, eine bestätigte Liste von solchen zu erstellen, die wirklich existieren. Diese Zweifler bieten alternative, modifizierte Theorien der Plattentektonik, die vulkanische Hotspots wie Hawaii und die Galapagosinseln erklären.
Dennoch bleiben Mantelwolken die dominierende Erklärung in der Seismologie für Orte auf diesem Planeten wie die Galapagosinseln. Und diese unter diesen Inseln entdeckte Wolke wäre die erste größere Entdeckung, die mit frei schwebenden Seismometern durchgeführt wurde. Wissenschaftler haben jetzt eine aufregende neue Methode, um tief in den Planeten zu blicken.
