Diamant gibt Forschern Rätsel auf
Nur ein Bruchteil des Treibhausgases CO2 befindet sich in der Atmosphäre. 99,9 Prozent davon befnden sich im Erdinneren, etwa in Karbonatgesteinen. Dieses Kohelndixid kann durch Verschiebungen der tektonischen Platten in große Tiefen galngen oder durch Vulkanausbrüche wieder freigesetzt werden.
Studie
„Crystalline polymeric carbon dioxide stable at megabar pressures“, Nature Communications (8.8.2018).
Was aber genau mit dem CO2 tief unter der Erdoberfläche geschieht, sei noch nicht vollständig geklärt, heißt es in einer Aussendung der Universität Wien. Ein österreichisch-italienisches Forscherteam ging daher im Rahmen seines Experiments an der Europäischen Synchrotronstrahlquelle ESRF in Grenoble (Frankreich) daran, die Bedingungen in rund 2.500 Kilometern Tiefe im unteren Erdmantel zu simulieren.
Überraschung: CO2 in fester Form
Die Wissenschaftler um den Wiener Kristallographen Ronald Miletich setzten in einer sogenannten Diamantstempelzelle CO2 dem gewaltigen Druck von 1,2 Millionen bar aus - also dem 1,2 millionenfachen Atmosphärendruck.
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Zusätzlich erhitzten sie die Probe mit einem Infrarot-Laser auf eine Temperatur von etwa 2.700 Kelvin (rund 2.400 Grad Celsius), was der Temperatur so tief im Erdinneren entspricht.
Zur Überraschung der Wissenschaftler zerfiel das CO2 unter diesen extremen Bedingungen jedoch nicht zwingend zu Diamant und Sauerstoff. Das verdichtete Kohlendioxid verwandelte sich vielmehr zu einem glasartigen Festkörper. „Wir konnten es anfangs nicht recht glauben“, sagt Miletich. Doch Röntgen-Beugungsbilder ließen keinen anderen Schluss zu. Die beobachtete Struktur ähnelte jener des Silikatminerals Cristobalit.
Modelle zu überdenken
„Nun haben wir erstmals einen experimentellen Nachweis, dass freies CO2 tatsächlich in der Natur in diesen Tiefen existieren könnte“, so der Forscher. Aufgrund der neuen Ergebnisse müssten gängige Modelle über die Bildung von Diamanten überdacht werden. Auch die geochemischen Abläufe im Erdmantel könnten laut den Forschern ganz anders ablaufen als bisher gedacht.
science.ORF.at/APA