Der obere Erdmantel besteht jedoch aus dem Mineral Olivin, das kaum Wasser speichern kann. Aber darunter, in 410 bis 660 Kilometern Tiefe, liegt die Übergangsschicht zum unteren Erdmantel. Hier sorgen der enorme Druck und große Hitze dafür, dass das Olivin seine Kristallstruktur ändert und zu den Mineralen Wadsleyit und Ringwoodit wird. Und vor allem letzteres könnte theoretisch Wasser speichern und so das gesuchte Reservoir des Urzeitwasser darstellen. Das große Problem dabei: In diese Tiefen kann nicht einmal der modernste Bohrer vordringen, Forscher mussten daher bisher indirekte Messmethoden nutzen, unter anderem durch seismische Wellen, um mehr über die Struktur dieser Übergangsschicht herauszufinden. Bis jetzt. Denn zum ersten Mal haben nun Wissenschaftler ein winziges Stück Ringwoodit aus den Tiefen des Erdmantels gefunden.
Zufallsfund im trüben Diamant
Pearson und seine Kollegen kam dabei der Zufall zu Hilfe. Die Forscher waren eigentlich auf der Suche nach einem anderen Mineral, als sie in der Gegend um die Diamantenminen von Mato Grosso in Brasilien auf einen unscheinbaren, trüb-bräunlichen Minidiamanten stießen. Der nur drei Millimeter kleine, unregelmäßig geformte Brocken war für die Schmuckerherstellung wertlos. Doch in seinem Inneren verbarg sich ein wahrer Schatz, wie einer der Doktoranden im Team, ein Jahr später bei einer Nachuntersuchung entdeckte: In der Mitte des Diamanten steckte ein winziger, nur rund 40 Mikrometer großer, grünlicher Kristall. “Das war echtes Glück, dass wir den überhaupt entdeckt haben”, sagt Pearson. Die Forscher präparierten diesen Kristall-Einschluss heraus und analysierten ihn mit verschiedenen Methoden, darunter der Laser- und Infrarot-Spektroskopie und der Untersuchung per Röntgenbeugung.
Die Analysen ergaben, dass es sich tatsächlich um Ringwoodit handelte – das erste jemals auf der Erde gefundene. Zum ersten Mal hatten die Geoforscher damit ein Stück Mineral in der Hand, das aus der Übergangszone des Erdmantels stammen musste – aus einer Tiefe von mehr als 410 Kilometern. Das winzige Körnchen war zusammen im Laufe der Jahrmillionen wahrscheinlich durch vulkanische Aktivität in höhere Schichten gelangt. Irgendwo auf diesem Aufstieg wurde es von einem Diamant eingeschlossen, der es bis heute konservierte.
Mehr Wasser als alle Meere zusammen
Aber noch viel wichtiger: Wie die Analysen zeigten, enthält das Ringwoodit tatsächlich rund 1,5 Gewichtsprozent Wasser. Das aber bedeutet, dass auch die Übergangsschicht, aus der dieses Mineral stammt, mindestens ein Prozent Wasser enthalten muss. Das klingt nicht viel, aber rechnet man dies auf die gesamte Übergangsschicht hoch, dann kommt eine Menge zusammen: “Diese Schicht der Erde könnte so viel Wasser enthalten wie alle Ozeane der Erde zusammen”, erklärt Pearson. Diese Mineralprobe liefere den ersten direkten Beweis dafür, dass die Übergangszone zumindest stellenweise wasserreich sein muss. “In mancher Beziehung ist es ein Ozean im Inneren der Erde, wie es Jules Verne in seinem Roman ‘Reise zum Mittelpunkt der Erde’ beschrieb”, erklärt Hans Keppler von der Universität Bayreuth in einem begleitenden Kommentar. “Nur hat dieser Ozean nicht die Form flüssigen Wassers, sondern besteht aus OH-Gruppen an einem ungewöhnlichen Mineral.”
