Der Yellowstone-Nationalpark rülpst uraltes Helium

21. Februar 2014, 17:46
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Unter dem ältesten Nationalpark der Welt schlummert ein Supervulkan - Der sorgt indirekt dafür, dass aus dem Untergrund hunderte Millionen Jahre altes Helium nach oben dringt

Aus den Geysiren und Schlammlöchern des Yellowstone-Nationalpark in den USA treten alle möglichen Arten von Gas aus. Eine Überraschung aber brachten aber Analysen des ausgestoßenen Heliums. Der Anteil des Isotops Helium-4 (also mit zwei Protonen und zwei Neutronen) ist bis zu 100-mal höher als es dem Krustengestein an dieser Stelle eigentlich entsprechen würde. Dieses Isotop entsteht nämlich vor allem aus dem Zerfall der radioaktiven Elemente Thorium und Uran. Älteres Gestein enthält normalerweise mehr Helium-4 als junge Gesteinsformationen, wie sie in einem vulkanisch so aktiven Gebiet wie dem Yellowstone üblich sind.

Woher trotzdem so viele Helium-4 kommt, war daher bisher ein Rätsel. Jacob Lowenstern und seine Kollegen vom US Geological Survey haben im Fachblatt "Nature" untersucht, woher dieses zusätzliche Helium-4 stammen könnte. Ihr Verdacht richtete sich dabei auf eine darunterliegende Schicht sehr viel älteren Gesteins, das sogenannte Wyoming-Kraton, das schon vor 2,8 Milliarden Jahren entstand. Nach Ansicht der Forscher ist dieses uralte Kraton die Quelle des zusätzlichen Helium-4.

In Gestein konserviertes Helium

Die Erklärung der Forscher: Aufgrund der speziellen Beschaffenheit der Yellowstone-Caldera blieb das Helium in den tektonisch nahezu unveränderten Gesteinen der unteren und mittleren Kruste gefangen. Das habe sich erst in den letzten zwei Millionen Jahren geändert, als sich das heiße Magma des Yellowstone-Hotspots vom Erdmantel aus durch die Kruste brannte.

Das nach oben strömende Magma löste nicht nur drei gewaltige Eruptionen aus, die letzte vor rund 640.000 Jahren. Es brach auch die Reservoire des urzeitlichen Heliumgases im alten Krustengestein auf. Erst dadurch wurde das bis zwei Milliarden Jahre lang im Untergrund gefangene Gas wieder frei, das aus aus radioaktivem Zerfall entstanden ist. (tasch, derStandard.at, 21.2.2014).

  • Im Yellowstone-Nationalpark dringt ungewöhnlich viel Helium-4 an die Oberfläche. Verantwortlich dafür ist aus dem Erdmantel aufsteigendes Magma.
    foto: ken mcgee, u.s. geological survey

    Im Yellowstone-Nationalpark dringt ungewöhnlich viel Helium-4 an die Oberfläche. Verantwortlich dafür ist aus dem Erdmantel aufsteigendes Magma.

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