Tokioter Labor presst Wasser in eine Form, die nur tief im Erdinneren vorkommt
Vergessen Sie das Eis in Ihrem Gefrierschrank. Wissenschaftler in Japan haben eine Form von Wasser erschaffen, die so exotisch ist, dass sie natürlich nirgendwo auf der Erdoberfläche existiert. Sie lebt nur hunderte Kilometer unter der Erde, unter Drücken, die so immens sind, dass sie ein U-Boot zu einem Punkt zerdrücken würden.
Forscher der Universität Tokio haben die Existenz einer lange theoretisierten Wasserstruktur namens Eis-XIX bestätigt. Das Team verwendete Geräte namens Diamantstempelzellen, die wie die stärkste Schraubzwinge der Welt wirken, um eine winzige Wasserprobe zwischen zwei Diamanten zu pressen. Sie erzeugten Drücke von über 30 Gigapascal – das ist das 300.000-fache des Drucks, den wir auf Meereshöhe erfahren. Dies ahmt Bedingungen nach, die tief im Erdmantel, der Gesteinsschicht zwischen Kruste und Kern, herrschen. Unter diesem unglaublichen Stress ordneten sich die Wassermoleküle in ein hochgradig geordnetes, dichtes Kristallgitter um und ließen so erstmals Eis-XIX in einem Labor entstehen.
Die Leistung bestand weniger darin, neues Eis herzustellen, als vielmehr darin, ein praktisches planetares Rätsel zu lösen. Geologen wissen seit langem, dass mehr Wasser zwischen der Erdoberfläche und ihrem Inneren zirkuliert als bisher angenommen, aber die Mechanik, wie Wasser tief unter der Erde gespeichert und bewegt wird, war unklar. Eis-XIX liefert ein entscheidendes Puzzleteil. Seine stabile, dichte Struktur legt nahe, dass es als primäres Vehikel dienen könnte, um Wassermoleküle in der intensiven Hitze und dem Druck des Mantels einzuschließen und zu transportieren. Dies ist nicht Wasser als Flüssigkeit oder Dampf, sondern Wasser, das buchstäblich in das Gefüge des Gesteins selbst integriert ist.
Ein tiefes Erdreservoir mit globaler Auswirkung
Diese Entdeckung ist wichtig, weil sie einen Teil des tiefen Wasserkreislaufs des Planeten direkt erklärt. Vulkanausbrüche setzen ständig Wasserdampf aus dem Erdinneren frei, während tektonische Prozesse Oberflächenwasser in den Mantel hinabziehen. Eis-XIX scheint ein Schlüsselakteur in diesem unterirdischen Speichersystem zu sein und könnte enorme Wassermengen beherbergen, die über Millionen von Jahren schließlich zurückkehren, um unsere Ozeane wieder aufzufüllen. Es ist ein Zeitlupen-Recyclingprogramm in planetarem Maßstab, das direkt unter unseren Füßen stattfindet.
Die Implikationen reichen über unseren eigenen Planeten hinaus. Zu verstehen, wie sich Wasser unter extremem Druck verhält, verändert, wie wir andere Welten betrachten. Die Inneren großer Monde wie Jupiters Europa oder Saturns Ganymed, oder sogar wasserreicher Exoplaneten, könnten ähnliche Hochdruck-Eisphasen beherbergen. Die Arbeit des Tokioter Teams liefert eine neue Blaupause dafür, wonach man suchen muss, wenn man die Geologie und potenzielle Bewohnbarkeit dieser fernen Körper modelliert. Wenn die Erde Eis-XIX als tiefes Reservoir nutzt, tun es andere Welten vielleicht auch.
(Siehe auch: Die Physik löst das Problem der klebenden Flasche)
(Siehe auch: Der überraschende biologische Mechanismus der Rotlichttherapie)
Die Erschaffung von Eis-XIX in einem Tokioter Labor schließt ein Kapitel der Grundlagenphysik ab und eröffnet gleichzeitig ein neues in den Planetenwissenschaften. Es erinnert uns daran, dass einige der tiefsten Geheimnisse der Erde – und Prozesse, die für die Erhaltung der uns bekannten Oberflächenwelt essentiell sind – im Verhalten eines einfachen Moleküls unter unvorstellbarem Stress verborgen liegen. Der Fund beweist, dass selbst etwas so Vertrautes wie Wasser noch tiefgreifende Überraschungen bereithält und dass wir, um die Ozeane zu verstehen, zuerst die zermalmenden Tiefen darunter verstehen müssen.
