"Neue" Erfindung: Plattentektonik - wissenschaft.de
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"Neue" Erfindung: Plattentektonik

Die Plattentektonik ist der Prozess, der die Lage von Kontinenten und Gebirgen, von Vulkanen und Tiefseegräben ? kurz: die äußere Erscheinung der Erde ? prägt. Doch diese Besonderheit, die die Erde von allen anderen Planeten des Sonnensystems unterscheidet, scheint noch eine recht neue Erfindung zu sein: Womöglich setzte die Kontinentalverschiebung erst innerhalb der vergangenen Milliarde Jahre ein, berichtet jetzt der Geologe Robert Stern von der University of Texas in Dallas in der Zeitschrift Geology.

Die Verschiebung der tektonischen Platten wird durch Wärme im Erdinneren angetrieben: An den so genannten mittelozeanischen Rücken, wo zwei ozeanische Platten auseinander driften, quillt warmes Material aus dem Erdmantel nach oben. Die neu gebildete ozeanische Kruste wird nach etwa 200 Millionen Jahren so kalt und schwer, dass sie in einer „Subduktionszone“ wieder im Erdmantel versinkt. Die kontinentale Kruste wird nicht im Erdinneren recycelt, sie besteht aus leichterem Gestein und treibt daher dauerhaft auf der Erdoberfläche.

Manche Forscher sind der Meinung, dass der Prozess der Plattentektonik schon vor vier Milliarden Jahren einsetzte. Wie Stern schreibt, musste die Erde aber erst gehörig abkühlen, damit die ozeanische Kruste schwer genug werden konnte, um darunter liegende Mantelschichten zu durchbrechen.

Der Geologe wollte nun herausfinden, wann Gesteine, die typisch für Subduktionszonen sind, erstmals in der Erdgeschichte gehäuft auftraten. Dafür suchte er nach geologischen Formationen und Gesteinssorten, die nur im Umfeld von Subduktionszonen entstehen. Zum einen fahndete er nach so genannten Ophioloten, Splitter ozeanischer Kruste, die bei der Subduktion vom Meeresboden abgeschabt und auf einen Kontinent geschoben wurden. Außerdem bestimmte er das Alter von Gesteinen, unter anderem bestimmten Schiefern, die bei dem hohen Druck, aber vergleichsweise niedrigen Temperaturen in der Tiefe von Subduktionszonen entstehen.

Sein Ergebnis: Die moderne Plattentektonik hat erst innerhalb der vergangenen Milliarde Jahre, im geologischen Zeitalter Neoproterozoikum eingesetzt.
In dieser Zeit machte das Klima eine extreme Achterbahnfahrt durch: Zwischen 750 und 630 Millionen Jahren vor der Gegenwart verwandelte sich die Erde mehrfach in einen Schneeball, sie vereiste bis auf dünne, eisfreie Streifen am Äquator komplett. Stern spekuliert, dass das Einsetzen der Plattentektonik diese Klimaschwankungen verursacht haben könnte. Die beginnende Bewegung der Kontinente brachte wahrscheinlich die Stoffkreisläufe auf der Erde durcheinander, unter anderem den Kohlenstoffkreislauf, mit dem die Konzentration des Treibhausgases Kohlendioxid in der Atmosphäre eng verknüpft ist.

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Robert J. Stern: „Evidence from ophiolites, blueschists, and ultrahigh-pressure metamorphic terranes that the modern episode of subduction tectonics began in Neoproterozoic time“, Geology, Bd. 33, Nr. 7, S. 557?560, doi: 10.1130/G21365.1

Ute Kehse
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