Kontinentale Schwerstarbeit

Es ist nicht leicht, Meeresboden unter ein Gebirge zu schieben. Dabei kommen die Kräfte im Erdinnern stellenweise fast zum Erliegen.

Die Erdkruste ist ständig in Bewegung. Langsam schieben sich die tektonischen Platten, auf denen die Kontinente sitzen, aneinander vorbei, tauchen untereinander ab oder verhaken sich ineinander, was Erdbeben auslöst. Angetrieben wird diese Plattentektonik durch heißes Gestein, das tief aus dem Erdinneren aufsteigt.

An manchen Plattenrändern schiebt sich Meeresboden unter einen Kontinent, zum Beispiel an der Westküste von Südamerika – ein Prozess, der während Jahrmillionen die Anden aufgetürmt hat. Die Geschwindigkeit, mit der sich die beiden Platten relativ zueinander bewegen, hat in den letzten 10 Millionen Jahren um rund 30 Prozent abgenommen. Den Grund dafür fanden der Geophysiker Giampiero Iaffaldano von der Ludwig-Maximilians-Universität München und seine Kollegen jetzt bei einer Computersimulation: Das Gewicht der Anden erhöht die Reibung zwischen der ozeanischen Platte – der sogenannten Nasca-Platte – und der Südamerikanischen Platte so sehr, dass sie den Antriebskräften der Plattenverschiebung Widerstand leisten.

Während sich die Platten vor 10 Millionen Jahren noch mit 10,3 Zentimetern pro Jahr aufeinander zu bewegten, ist dieses Tempo inzwischen auf 6,7 Zentimeter pro Jahr gesunken. Die alten Plattenverschiebungen kann man anhand des magnetischen Streifenmusters rekonstruieren, das vom wechselnden Erdmagnetfeld ins Gestein der Platte ‚eingebrannt‘ wurde. Bei der Messung der aktuellen Drift hilft GPS.

Die solchermaßen ermittelten Geschwindigkeiten passen gut zu Iaffaldanos Computermodell, mit dem er die Plattenbewegungen einmal mit den Anden berechnete (für heutige Verhältnisse) und einmal ohne sie (wie vor 10 Millionen Jahren). Dazu verbanden er und sein Team Modelle, die die Wärmeströmungen im Erdinnern simulieren, mit solchen, die die Bewegung der tektonischen Platten bestimmen. Die Kopplung dieser Modelle erlaubt einen direkten Vergleich der beteiligten Kräfte. Demnach übt das in den vergangenen 10 Millionen Jahren von den Anden zugelegte Gewicht einen starken Druck aus. Er hat die Reibungskräfte zwischen den beiden Platten so sehr verstärkt, dass deren Relativgeschwindigkeit um 30 Prozent abgenommen hat. Die Gewichtszunahme rührt hauptsächlich vom Wulst des Altiplano her, einer Hochebene innerhalb der Anden, die Teile von Bolivien, Peru, Chile und Argentinien umfasst.

Könnte sich die Erde also an bestimmten Stellen ausbremsen, indem sie dort ein genügend hohes Gebirge auftürmt? Iaffaldano bezweifelt das: „Wenn das etwa vier Kilometer hohe Altiplano-Plateau die Relativgeschwindigkeit der Platten zueinander um 30 Prozent reduziert, dann müsste es im Mittel 12 Kilometer hoch sein, um die Bewegung ganz zu stoppen. Doch Erosionsprozesse begrenzen die Höhe eines Gebirgsmassivs auf der Erde vermutlich auf etwa sechs Kilometer."

Die Rechnung zeigt neben der starken Abbremsung der Nasca-Platte nur minimale Geschwindigkeitsänderungen bei der Afrikanischen, der Nordamerikanischen und der Eurasischen Platte. Aber: Die Verschiebung der Kontinente kann das Klima auf der Erde verändern. Ob sich zum Beispiel Eiszeiten entwickeln, hängt von der Lage der Kontinente ab. Nach Iaffaldanos Ergebnissen könnte durchaus auch das Umgekehrte eintreten: Das Klima könnte die Kontinentaldrift beeinflussen. Denn ein trockenes Klima verlangsamt die Erosion und begünstigt damit die Entstehung von Hochebenen wie des Altiplano-Plateaus. Und ein solches Plateau kann durch sein Gewicht dafür sorgen, dass der Kontinentaldrift ziemlich die Puste ausgeht. ■

Axel Tillemans

Ohne Titel

Vor 10 Millionen Jahren schob sich die Nasca-Platte rund ein Drittel schneller als heute unter die Südamerikanische Platte, die Südamerika und einen Teil des atlantischen Meeresbodens umfasst. Das Altiplano-Plateau hatte damals eine Höhe von rund 1000 Metern. Der Rest der Anden war noch kaum entwickelt. Heute ragt der Gebirgszug an seiner höchsten Stelle knapp 7000 Meter auf. Das Gewicht der Anden hat die Reibung zwischen den beiden tektonischen Platten erheblich verstärkt und deren Bewegung deshalb gebremst.

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