Panorama

Treibhausgas aus zerbrechenden Kontinenten

Aus Grabensysteme gelangte Kohlendioxid in die Atmosphäre

14.11.2017 - Der CO2-Gehalt der Atmo­sphäre entscheidet darüber, ob sich die Erde in einem Treibhaus- oder einem Eishaus-Zustand befindet.

Bevor der Mensch begann, die CO2-Konzen­tration der Lufthülle zu beeinflussen, wurde diese allein durch ein Wechsel­spiel von geolo­gischen und biolo­gischen Prozessen bestimmt, dem globalen Kohlenstoff­kreislauf. Forscher vom Geoforschungs­zentrum GFZ in Potsdam zeigen nun, dass das Auseinander­brechen von Kontinenten – das Rifting – maßgeblich zu einem erhöhten Kohlendioxid­gehalt in der Atmo­sphäre beitrug.

Die Kohlenstoff­verteilung der Erde ist sehr ungleichmäßig: Nur ein Hundert­tausendstel des Kohlen­stoffs unseres Planeten befindet sich in Atmo­sphäre, Biosphäre und den Ozeanen, die übrigen 99,999 Prozent sind in der tiefen Erde gebunden. Dieser enorme Kohlenstoff­speicher ist aber nicht von der Atmo­sphäre isoliert, sondern es gibt einen anhaltendem Austausch über Jahr­millionen hinweg: Erdplatten, die in den tiefen Erdmantel absinken, nehmen große Mengen an Kohlen­stoff mit sich. Gleich­zeitig, so glaubte man, gelangt Kohlenstoff haupt­sächlich durch Vulkanismus an mittel­ozeanischen Rücken wieder an die Ober­fläche, in Form von CO2.

Zwar führt auch der Vulka­nismus am Boden der Ozeane zur Entgasung von Kohlen­dioxid, der maßgeb­liche CO2-Eintrag in die Atmosphäre geschieht jedoch an Graben­systemen auf Konti­nenten wie etwa dem Ostafri­kanischen Rift oder dem Eger-Rift in Tschechien. „Graben­systeme entstehen wenn Kontinente gedehnt werden was schließlich zum Auseinander­brechen von ganzen Erdplatten führen kann“, erläutert Sascha Brune. „Das Rift in Ostafrika ist mit einer Länge von etwa 6000 Kilometern zwar das größte Graben­system weltweit, allerdings erscheint es klein im Vergleich mit den Rift­systemen, die vor 130 Millionen Jahren zum Zerbrechen des Super­kontinents Pangea geführt haben und ein Netzwerk von über 40.000 Kilo­metern Länge bildeten.“

Mithilfe von platten­tektonischen Modellen der vergangenen 200 Millionen Jahren und anderen geolo­gischen Indizien haben die Wissen­schaftler die Entwicklung des globalen Rift­netzwerks rekon­struiert. Dabei konnten sie die Existenz zweier großer Rift-Perioden nachweisen: vor rund 130 und 50 Millionen Jahren. Mittels nume­rischer Modelle des globalen Kohlenstoff­kreislaufs haben die Forscher den Einfluss erhöhter CO2 Entgasungen in Rifts simuliert und konnten zeigen, dass beide Rift-Perioden mit einer erhöhten CO2-Konzen­tration der damaligen Atmo­sphäre korre­lieren.

„Die weltweiten CO2-Entgasungs­raten von Rifts entsprechen aller­dings nur einem Bruchteil der derzei­tigen anthro­pogenen CO2-Frei­setzung“, ergänzt Brune. „Dennoch stellen sie eine bisher fehlende Schlüssel­komponente des tiefen Kohlenstoff­kreislaufs dar, der den lang­fristigen Klimawandel über Jahr­millionen hinweg steuert.“

 

GFZ / JOL

Produkte des Monats

Fluid-Struktur-Interaktion simulieren

Vakuum- und Niederdrucksysteme werden für unterschiedliche Zwecke, wie Elektronenmikroskope oder in der Halbleiterherstellung, eingesetzt. Forscher und Entwickler, die mit Vakuumsystemen arbeiten, nutzen verstärkt Simulation für eine effizientere Entwicklung und zur Reduktion kostspieliger Prototypen.

 

Zur Registrierung

Neues aus der Welt der Multiphysik-Simulation

Die COMSOL News 2019 enthält spannende Berichte aus den verschiedensten Bereichen der Forschung und Entwicklung. Erfahren Sie, wie Multiphysik-Simulation Smart City-Technologien verbessert, den gezielteren Einsatz von Krebs-Medikamenten ermöglicht und für eisfreie Straßen im Winter sorgen kann!

Laden Sie die COMSOL News 2019 ohne Anmeldung und kostenfrei herunter:

HIER

Produkte des Monats

Fluid-Struktur-Interaktion simulieren

Vakuum- und Niederdrucksysteme werden für unterschiedliche Zwecke, wie Elektronenmikroskope oder in der Halbleiterherstellung, eingesetzt. Forscher und Entwickler, die mit Vakuumsystemen arbeiten, nutzen verstärkt Simulation für eine effizientere Entwicklung und zur Reduktion kostspieliger Prototypen.

 

Zur Registrierung

Neues aus der Welt der Multiphysik-Simulation

Die COMSOL News 2019 enthält spannende Berichte aus den verschiedensten Bereichen der Forschung und Entwicklung. Erfahren Sie, wie Multiphysik-Simulation Smart City-Technologien verbessert, den gezielteren Einsatz von Krebs-Medikamenten ermöglicht und für eisfreie Straßen im Winter sorgen kann!

Laden Sie die COMSOL News 2019 ohne Anmeldung und kostenfrei herunter:

HIER