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Planetenatmosphären : Ohne Plattentektonik wäre unsere Lufthülle ganz anders

Venus, Mars und Erde haben völlig unterschiedliche Atmosphären. Das hat viele Ursachen - eine wichtige war bisher aber übersehen worden.
Erdatmosphäre

Die Lufthülle unserer Erde besteht – anders als die dichte von Venus oder die dünne des Mars – zu ziemlich großen Teilen aus Stickstoffgas. Diesen Unterschied konnten Geoforscher bisher nicht so recht erklären: Denn warum sollten die aus ähnlichen Gesteinen aufgebauten Geschwisterplaneten von einem so deutlich unterschiedlichen Gasgemisch umgeben sein? Die Ursache für den irdischen Stickstoffüberschuss ist Sauerstoff, meinen nun Sami Mikhail und Dimitri Sverjensky – und vor allem die geologische Aktivität auf der Erde.

Vulkanismus auf Erde, Venus und Mars | Den Stickstoff im tiefen Gestein auf Erde, Mars und Venus erwartet ein unterschiedliches Schicksal: Während auf der Erde Subduktionszonen Auslassöffnungen für gasfömiges N2 schaffen, fehlen diese mangels Plattentektonik auf den anderen Gesteinsplaneten.

In mathematische Simulationen beschäftigten sich die beiden Wissenschaftler mit der chemischen Mobilität von im Mantelgestein gebundenen Stickstoff – es liegt dort wie auch in Mars und Venus vor allem in Form von Ammoniumsalzverbindungen fest. Aus solchen Gesteinen wird in Gegenwart von oxidierendem Sauerstoff Stickstoffgas freigesetzt, welches aus dem Gestein auswandert und über vulkanische Aktivität in die Atmosphäre gelangt. Tatsächlich dürfte Sauerstoff aber nur auf der Erde auch bis zum Mantelgestein vordringen, denn nur hier verursacht die Plattentektonik eine ausreichende Dynamik: Sie sorgt in Subduktionszonen dafür, dass oxidierte Gesteine von der Kruste in die Tiefe transportiert werden. Dieser Mechanismus fehlt bei den geologisch erstarrten Oberflächen von Mars und Venus – die daher viel weniger gasförmigen Stickstoff aufweisen.

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