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Wie zerbrach Gondwana?

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Übernachtungscamp der Wissenschaftler in Nord-Namibia (Foto: C. Haberland, GFZ).
Konzentrierte Landmassen: Einst vereinte Gondwana viele der heutigen südlichen Erdteile zu einem gigantischen Superkontinent. Als er schließlich zerbrach, bildeten sich vor etwa 130 Millionen Jahren auch die beiden markantesten Puzzleteile: Afrika und Südamerika. Doch wie lief dieser tektonische Prozess ab? Neue Erkenntnisse aus Südafrika stellen nun die klassische Theorie dazu in Frage.

Man nahm bisher an, dass eine gigantische Magmablase, der sogenannte Tristan-Mantelplume, Gondwana einst von unten aufweichte, bis der westliche Teil des Urkontinents schließlich aufriss und damit die Geburt des Süd-Atlantiks einleitete. Doch Forschern um Trond Ryberg vom Deutschen GeoForschungsZentrum in Potzdam (GFZ) zufolge kann es so einfach nicht gewesen sein. Ihre seismischen Messungen ergaben, dass die Auswirkungen des Tristan-Mantelplumes auf die kontinentale Kruste Gondwanas räumlich überraschend begrenzt waren. Somit sei eine dominante oder gar ausschlaggebene Rolle dieser Gesteinsblase bei der Trennung Afrikas und Südamerikas nicht möglich.

Motoren der Plattentektonik auf der Spur

Aufsteigende Magmamassen aus der Kern/Mantel-Grenze in 2900 Kilometern sind ein wichtiger Motor der Plattentektonik. Bei Ausmaßen von Tausenden von Kilometern reicht die dynamische Hitze aus, die kontinentale Lithosphäre zu durchbrechen oder gar aufzulösen. Zeugnisse eines solchen Geschehens sind sogenannte Flutbasalte an der Erdoberfläche. Sie finden sich auch im südlichen Afrika und als Pendant dazu in Südamerika wieder. Diese Flutbasalte gelten als Belege für das Aufschmelzen des westlichen Gondwanakontinents vor 130 Millionen Jahre. Ein Zeuge dieses Auseinanderbrechens findet sich auch im Ozean: der sogenannte Walfischrücken vor der Westküste Namibias zeichnet die Spur nach, die der Mantelplume hinterließ, als Afrika begann, sich zu formieren und nach Osten zu treiben.

Die Geoforscher sind diesem Vorgang durch seismische Untersuchungen an Land und im angrenzenden küstennahen Bereich des Südatlantiks nachgegangen. Informationen über die Gesteinsmassen spiegeln sich dabei in den unterschiedlichen Geschwindigkeiten wider, mit denen seismische Wellen durch verschiedene Gesteinsarten laufen. So legten die Forscher umfangreiche seismische Profile im Bereich der namibischen Küste und des Inlandes an. „Wir konnten erstmals mit tiefreichender Seismologie die Struktur der Erdkruste an der Stelle abbilden, wo der Walfischrücken mit dem Kontinent zusammenläuft“, sagt Ryberg.

Bisherige Theorie in Frage gestellt

Völlig überraschend stellten die Forscher nur begrenzte Ausmaße des Gesteinskörpers fest, der im Zentrum ihres Interesses stand. Sie konnten damit den vermuteten Schlüsseleffekt eines riesigen Mantelplumes bei Aufbrechen des Kontinents nicht bestätigen. Stattdessen könnte Gondwana von Süden her aufgerissen sein, erklären die Forscher. In diese Riss-Struktur drang das aufsteigende Gestein des heißen Plume ein und beschleunigte dadurch das Abtrennen von Afrika und Südamerika.

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„Die Krustenstruktur im Untersuchungsgebiet widerspiegelt eher den Prozess des Aufbrechens als den unmittelbaren Effekt des Aufschmelzens der kontinentalen Lithosphäre Gondwanas. Das Aufbrechen von Gondwana im Südatlantik und generell die Rolle von Mantelplumes beim Aufbrechen kontinentaler Kruste müsse nun neu beurteilt werden, sagen die Geowissenschaftler.

Quelle:

© wissenschaft.de – Martin Vieweg
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