Der Einschluss ist nur wenige Mikrometer groß, aber sein Potenzial ist riesig. Laut Wissenschaftlern konnten aus neu entdecktem steinaltem Meerwasser wichtige Informationen zur Klimageschichte extrahiert werden. Der Fund könnte auch bei der Forschung zu nachhaltiger Wasserstoffenergie beitragen.
Chemische Zusammensetzung stimmt mit Paläo-Ozeanen überein
Eigentlich wollten die Forschenden aus den USA und Kanada eine andere Umweltfrage klären, indem sie sich das Mineral Pyrit im Gestein von New York genauer anschauten. Im Elektronenmikroskop fiel ihnen aber bald der Einschluss auf, der aus vielen kleinen Bläschen bestand. Um dessen Zusammensetzung herauszufinden, untersuchten sie die Probe mithilfe eines Massenspektrometers. Dadurch erhielten sie eine genaue chemische Analyse des Einschlusses.
Der Verdacht der Wissenschaftler wurde bestätigt – es handelte sich tatsächlich um eingeschlossenes Salzwasser. Schon zuvor war bekannt, dass das untersuchte Gestein zu dem Zeitpunkt entstand, an dem New York von Wasser bedeckt war. Dort, wo heute New York liegt, war vor 390 Millionen Jahren nur Meerwasser zu sehen. Ein Blick unter die Wasseroberfläche gab ein Korallenriff preis, das wahrscheinlich dem heutigen Great Barrier Reef ähnelte. Dieses Meer verschwand durch Klimaveränderungen und Verschiebungen der Kontinentalplatten. Damals erstreckte es sich aber von Michigan bis nach Ontario.
Da die chemische Zusammensetzung der Bläschen des entdeckten Einschlusses der von diesen alten Ozeanen entspricht, war es für die Forscher ein logischer Schluss, dass das Meerwasser vor rund 390 Millionen Jahren im Gestein eingefangen wurde. Der Einschluss stellt einen außergewöhnlichen Fund dar, denn Paläo-Ozeane sind schwer untersuchbar und es gibt nur wenige direkte Proben. Das Ergebnis veröffentlichten die Wissenschaftler in einer Studie in der Fachzeitschrift „Earth and Planetary Science“.
Wissenschaftler bestimmen Temperatur der Urzeit-Meere
„Wir verwenden die Mineralvorkommen für die Temperaturbestimmung von alten Meeren“, erklärt Zweitautor Dan Gregory in einer Pressemeldung, „Salzminerale namens Halit, die von eingefangenem Meerwasser stammen, sind rar. Deshalb fehlen in den Aufzeichnungen viele Millionen Jahre. Was wir bisher wissen, wird von einigen wenigen Standorten abgeleitet, bei denen das Salz gefunden wurde.“ Die Einschlüsse im Pyrit sind deshalb bahnbrechend. Während Halit selten vorkommt, ist Pyrit häufig zu finden. Das Mineral könnte also Tür und Tor für viele weitere Untersuchungen von Paläo-Ozeanen öffnen.
Mit der Forschung an alten Meeren können Wissenschaftler das Klima von vergangenen Zeiten rekonstruieren und noch genauer abbilden. Das kann dabei helfen, die Vorgänge besser zu verstehen und selbst den modernen Klimawandel einzuschränken.
Der Einschluss wurde außerdem mit der Atomsondentomografie untersucht. Sie ist eine der wenigen Techniken, mit denen man Wasserstoffatome messen kann. Mit ihrer Hilfe ist es sogar möglich, den genauen Standpunkt der Wasserstoffatome im Kristallgitter festzustellen. Das Wissen, das die Forschenden aufgrund dieser Messungen gewinnen konnten, könnte sich unter anderem als wertvoll für nachhaltige Energieproduktion erweisen. „Diese Studie deutet darauf hin, dass kleine Defekte in Minerale Wasserstoff einfangen können. Wenn wir sie [die Atomsondentomographie] einsetzen, können wir herausfinden, was auf Atomlevel geschieht. Dies würde dabei helfen, die Strategien zur Lagerung von Wasserstoff im Untergrund zu verbessern“, so Erstautorin Sandra Taylor.
Bild von Pexels auf Pixabay , Artikel von Anna Mikulics