Einleitung
Die chemische Beschaffenheit des Mantels von Gesteinsplaneten spielt eine zentrale Rolle für deren geologische und klimatische Entwicklung. Insbesondere das Oxidationszustand von Eisen, das in den ersten hundert Millionen Jahren nach der Entstehung in Magmozeanen eingeschlossen wurde, könnte entscheidende Spuren hinterlassen haben.
Magmozean-Phase und Oxidationszustand
Während der Frühphase von Erde und Mars existierten globale Magmozeane – riesige Schichten aus geschmolzenem Gestein. In diesem flüssigen Zustand konnte Eisen in unterschiedlichen Oxidationsstufen (Fe²⁺, Fe³⁺) in die kristallisierenden Minerale eingebaut werden. Die aktuelle Forschung legt nahe, dass ein stark oxidierendes Milieu die Bildung des hochdruckstabilen Minerals Majorit begünstigte, das Ferric‑Eisen (Fe³⁺) bindet.
Bedeutung für die Mantelentwicklung
Majorit ist ein silikatisches Mineral, das bei den extremen Drücken und Temperaturen des frühen Mantels stabil ist. Sobald das Magma erstarrte, blieb ein Teil des Ferric‑Eisens in dieser Phase eingeschlossen, was die Redoxbalance des gesamten Mantels beeinflusste. Ein oxidierter Mantel führt zu höheren Schmelzpunkten, verändert die Zusammensetzung von Vulkangasen und kann langfristig das Klima der Oberfläche steuern.
Implikationen für Erde und Mars
Auf der Erde könnte die Bindung von Ferric‑Eisen in Majorit zu einer späteren Abnahme der Vulkanaktivität und zu einer stabileren Atmosphäre beigetragen haben. Auf dem Mars könnte ein ähnlicher Prozess die heutige dünne, CO₂‑reiche Atmosphäre und das Fehlen ausgedehnter tektonischer Aktivität erklären.
Ausblick
Weitere Laborexperimente und hochauflösende Simulationen sollen klären, wie häufig Majorit in frühen Manteln vorkam und welche Rolle das Oxidationspotential bei der planetaren Entwicklung spielt.