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Stillstand in der Sauna

Astronomie|Physik Erde|Umwelt

Stillstand in der Sauna
Zwischen der Geologie eines Planeten und der Temperatur seiner Atmosphäre gibt es einen engen Zusammenhang. Auf der Erde würde eine globale Erwärmung um 60 Grad Celsius ausreichen, um die Bewegung der tektonischen Platten zu stoppen, berichtet das Magazin New Scientist. Dann würden die Kontinente aufhören, sich zu bewegen, es gäbe keine Erdbeben mehr, und es könnten keine neuen Gebirge wachsen.

Durch die Plattentektonik gibt die Erde Wärme ab, die im Inneren durch radioaktiven Zerfall und das Wachstum des inneren Erdkerns entsteht. Die Bewegung des Mantelgesteins, das sich auf der geologischen Zeitskala wie eine extrem zähe Flüssigkeit verhält, fördert die Wärme effektiv von innen nach außen. Durch die Umwälzung werden auch die festen Platten an der Oberfläche weitergeschoben: Wo warmes Mantelgestein von unten aufsteigt, entsteht wie an einem Förderband neue Kruste, die sich seitlich wegschiebt, nach vielen Millionen Jahren kalt und schwer wird und wieder im Erdmantel versinkt.

Auf einer Welt mit höheren Lufttemperaturen würde sich aber auch das Planeteninnere erwärmen, argumentieren Forscher um Adrian Lenardic in der Zeitschrift „Earth and Planetary Science Letters“. Das Mantelgestein werde dadurch weniger zäh, wodurch sich die Reibung zwischen den tektonischen Platten und dem tieferen Mantelgestein verringere. Ab einem bestimmten Punkt hören die Platten auf, sich zu bewegen, und aus einem Planeten mit aktiver Geologie wie der Erde wird ein geologisch toter Planet wie der Mars. Die Oberfläche des roten Planeten besteht sozusagen aus einer einzigen Platte, die sich nicht bewegt.

Die Computersimulationen der Forscher ergaben, dass eine Temperaturerhöhung von etwa hundert Grad Celsius ausreicht, damit ein Gesteinsplanet wie die Erde von einem Zustand in den anderen wechselt. Wenn man chemische Veränderungen an den Plattengrenzen mit einbeziehe, reiche sogar schon eine Erwärmung um 60 Grad Celsius, heißt es im „New Scientist“.

Auf der Erde ist damit in absehbarer Zukunft zwar nicht zu rechnen, selbst wenn alle fossilen Rohstoffe verbrannt werden. Lenardic und seine Kollegen wollen aber herausfinden, ob auf den anderen Gesteinsplaneten und Monden des Sonnensystems früher einmal geeignete Bedingungen für die Plattentektonik herrschten.

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Bisher kommen sie zu dem Schluss, dass die Oberflächen von Merkur und dem Erdmond schon immer erstarrt waren. Beim Mars seien die Bedingungen für die Plattentektonik früher einmal günstig gewesen, unter der Voraussetzung, dass es auf der Oberfläche flüssiges Wasser gegeben habe. Venus und der Jupitermond Io befinden sich ihren Berechnungen zufolge genau an der Grenze zwischen den beiden Zuständen. Die Geologie Ios habe also wahrscheinlich eine tektonische Komponente. Die Venus, so vermuten Lenardic und Kollegen, wechselt zwischen Plattentektonik und Stillstand. Es gebe womöglich Ruhephasen und Phasen, in denen die Plattentektonik in Gang kommt und die gesamte Planetenoberfläche umwälzt.

Adrian Lenardic (Rice University, Texas) et al.: Earth and Planetary Science Letters, im Druck Ute Kehse
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