Plattenverschiebungen

Tektonische Kettenreaktion der Erde entdeckt

Robert Klatt

In der Erdgeschichte kam es mehrmals zu rapiden Verschiebungen der Kontinentalplatten. Eine Studie enthüllt nun den Grund für diese Reorganisation.

Utrecht (Niederlande). Die Plattentektonik der Erde hat das Aussehen des Planeten im Laufe der Zeit stark verändert. In einigen Abschnitten der Erdgeschichte scheint es jedoch zu besonders schnellen Verschiebungen der Kontinentalplatten gekommen zu sein. Die Geologie geht davon aus, dass solche Ereignisse in der Kreidezeit vor 105 Millionen Jahren und im Eozän vor 50 Millionen Jahren die Erde in relativ kurzer signifikant verändert haben.

Geowissenschaftler vermuten schon lange, dass solche Zeiten des beschleunigten Kontinentaldrifts durch einen Kaskadeneffekt ausgelöst werden. Dabei würde ein starkes tektonisches oder geologisches Ereignis eine Kette weiterer Ereignisse auslösen, die zur geodynamischen Reorganisation führen. „Um eine globale Platten-Reorganisation auszulösen, müssen sich die von solchen Triggern verursachten Bewegungen aber auf benachbarte Platten übertragen können“, erklärt Derya Gürer von der Universität Utrecht.

Reorganisationsphase detailliert untersucht

Wie die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Geoscience erklären, haben sie die Reorganisationsphase vor rund 105 Millionen Jahren im Detail analysiert, um erklären zu können, wie eine geodynamische Kaskade abläuft. Während der untersuchten Reorganisationsphase nahm die Geschwindigkeit des Kontinentaldrifts stark zu. Dies führte zu einer Reaktion, die sich über das Neotethys-Meer und den versunkenen Kontinent Greater Adria bis in den Atlantik und das Mittelmeer ausdehnte.

Bisher wusste die Forschung jedoch noch nicht, wann einzelne Schritte dieser Reorganisation stattfanden, weil diese während einer paläomagnetische Ruhephase, die die Datierung geologisch-tektonischer Prozesse erschwert, abliefen. Das Team um Gürer nutzte deshalb biostratigrafische Daten aus der Neotethys, die sie mit Messungen von magnetischen Schwankungen im zentralen Atlantik kombinierten, um das Problem zu umgehen. Es war so möglich, ein geodynamisch-tektonisches Modell zu entwickeln, das die Vorgänge während der kreidezeitlichen Reorganisation mit hoher Genauigkeit rekonstruiert.

Ablauf der kaskadierenden Plattenverschiebung

Die Rekonstruktion der kreidezeitlichen Reorganisation offenbart eine kaskadierende Plattenverschiebung, die einer Kettenreaktion gleicht. Ausgelöst wurde diese durch die Entstehung eines neuen Mantelplumes unter Madagaskar vor 105 Millionen Jahren. Anschließend drückte dieser Supervulkan Indien von Afrika weg und drehte dabei auch die afrikanische Kontinentalplatte.

Dieses Ereignis führte wiederum zur Entstehung einer neuen Subduktionszone vom Südrand Eurasiens entlang der Ostseite Afrikas. „Als die neue Subduktionszone begann, an dieser Erdplatte zu ziehen, beschleunigte sich die Drift und Rotation der Afrikanischen Platte. Das wiederum verursachte eine Reihe weiterer tektonischer Veränderungen, darunter einer neuen Subduktionszone im westlichen Mittelmeer“, erklärte Roi Granot von der Ben-Gurion Universität. Ein einziger Supervulkan führte demnach zu einer tektonischen Kaskade, die letztlich zur Bildung des Mittelmeeres führte.

Erster Beleg für tektonische Kettenreaktion

„Dies ist das erste Mal, dass wir einen Beleg für eine solche tektonische Kettenreaktion gefunden haben. Wir haben damit einen Mechanismus entschlüsselt, der erklärt, warum es Zeitperioden gab, in denen Erdplatten plötzlich ihre Bewegung veränderten“ konstatiert Gürer.

Die neuen Erkenntnisse können laut den Autoren dabei helfen, die Kräfte hinter tektonische Kettenreaktion besser zu verstehen. „Solche Plattenbewegungen beeinflussen grundlegende Prozesse wie die Gebirgsbildung, Meeresstraßen, die globale Ozeanzirkulation, den Vulkanismus und sogar das globale Klima“, erklärt Gürer.

Nature Geoscience, doi: 10.1038/s41561-022-00893-7

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