Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Asymmetrische Kontinentränder und die lange Geburt eines Ozeans

06.06.2014

Während sich vor der angolanischen Küste 200 Kilometer breite, stark ausgedünnte Schichten der kontinentalen Kruste befinden, zeigt die dazu gehörige brasilianische Seite einen abrupten Übergang von kontinentaler zu ozeanischer Kruste.

Woher die asymmetrischen Kontinentränder und die stark ausgedünnten Krusten kommen, war bisher unbekannt.


Ein neugeborener Ozean. Nur wenige Kilometer trennen die massiven Riftschultern der Sinai-Halbinsel vom Afrikanischen Kontinent auf der anderen des Golf von Suez. Vor 130 Millionen Jahren hat der junge Atlantische Ozean zwischen Afrika und Südamerika vermutlich ähnlich ausgesehen. (Bild: Christian Heine, Universität von Sydney, Creative Commons)


Asymmetrie der südatlantischen Kontinentalränder. Das Bild zeigt einen modellierten Querschnitt durch den Südatlantik, kurz nach dem Auseinanderbrechen Afrikas und Südamerikas vor 120 Millionen Jahren. (Bild: Sascha Brune, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ)

Asymmetrische Kontinentränder und die lange Geburt eines Ozeans

Als sich vor 150 bis 120 Millionen Jahren Südamerika von Afrika abspaltete, entstand der Atlantische Ozean und trennte das heutige Angola von Brasilien. Überraschenderweise sind die dabei gebildeten Kontinentalränder sehr unterschiedlich. Während sich vor der angolanischen Küste 200 Kilometer breite, stark ausgedünnte Schichten der kontinentalen Kruste befinden, zeigt die dazu gehörige brasilianische Seite einen abrupten Übergang von kontinentaler zu ozeanischer Kruste.

Woher die asymmetrischen Kontinentränder und die stark ausgedünnten Krusten kommen, war bisher unbekannt. Geowissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ, der Universität Sydney und der Universität von London legen in der aktuellen Ausgabe von „Nature Communications“ ein Erklärungsmuster vor. Sie rekonstruierten mithilfe von hochaufgelösten Computermodellen und geologischen Daten der Südatlantischen Kontinentalränder die Vorgänge in diesen, auch „Rifts“ genannten, kontinentalen Bruchzonen.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass das Riftzentrum während des Auseinanderbrechens eines Kontinents nicht statisch bleibt, sondern wandert: „Wir konnten zeigen, dass Riftsysteme sich über mehrere hundert Kilometer bewegen können“, erläutert Dr. Sascha Brune vom GFZ. „Bei diesem Prozess wird die Erdkruste an einer der beiden Riftflanken durch heißes, aufströmendes Gestein geschwächt, das aus dem darunter liegenden Erdmantel aufströmt. Daher bilden sich neue Risse im Rift - die Grabenbrüche - immer nur auf dieser Riftseite.

Die Risse an der anderen Riftflanke werden inaktiv, weil sie nicht durch das heiße Mantelgestein beeinflusst werden.“ Die neuen Grabenbrüche lassen an der geschwächten Riftseite ein neues Riftzentrum entstehen, während das alte Zentrum seine Aktivität wegen fehlenden Wärmenachschubs einstellt. Das führt im Resultat zu einer seitlichen Bewegung des Rifts. Diese Riftwanderung ist gleichbedeutend damit, dass Material aus der südamerikanischen Platte herausgelöst und an die afrikanische Platte angelagert wird. Die so transferierten Krustenblöcke werden im Einflussbereich des Rifts stark gedehnt und bleiben letztlich als die bisher unerklärten dünnen Krustenschichten hinter dem Rift zurück.

Eine solche Verlagerung des Rifts braucht ihre Zeit: Zwischen dem heutigen Angola und Brasilien wanderten die Grabenbrüche seinerzeit mehr als 200 Kilometer in Richtung Westen. Das wiederum verzögerte das kontinentale Auseinanderbrechen und die damit einhergehende Bildung ozeanischer Kruste um bis zu 20 Millionen Jahre. Die Modelle der Wissenschaftlergruppe und Analysen der südatlantischen Kontinentalränder zeigen übereinstimmend, dass die Dehnungsgeschwindigkeit dabei eine dominierende Rolle spielt: Je schneller die Kruste gedehnt wird, desto länger wandert der Grabenbruch und um so ausgeprägter wird die Asymmetrie der neuen Kontinentränder.

Damit stellt sich für die Theorie der Plattentektonik eine neue Frage: während des Auseinanderbrechens werden offenbar gewaltige Mengen an Gesteinsmaterial von der einen auf die andere Seite der Plattengrenze verlagert, ein Vorgang, der bisher nur unzureichend berücksichtigt wurde.

Grabenbrüche sind ein wichtiges tektonisches Element unserer Erde. Sie sind für die heutige Form der Kontinente verantwortlich und wirken auch noch heute aktiv. Ein markantes Beispiel ist das derzeitige Auseinanderbrechen Ostafrikas. Untersuchungen des Ost-Afrikanischen Grabensystems geben uns Kenntnisse über die ersten Phasen des kontinentalen Auseinanderbrechens. Mit Beobachtungsdaten und Modellierungen von Krustenstrukturen an Kontinentalrändern entsteht ein umfassendes Bild der Prozesse, die in Riftsystemen wirksam sind. Die jetzt veröffentlichte Studie liefert entscheidende, neue Einblicke in die komplexen Vorgänge von Grabenbrüchen und dem Auseinanderbrechen von Kontinenten.

Brune, S./Heine, C./Marta Pérez-Gussinyé, M./Sobolev, S.: "Rift migration explains continental margin asymmetry and crustal hyper-extension”, Nature Communications. 5:4014 doi: 10.1038/ncomms5014 (2014), 06.06.2014

Franz Ossing | GFZ News
Weitere Informationen:
http://www.gfz-potsdam.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät
21.09.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Der Salzwasser-Wächter auf der Darßer Schwelle
19.09.2017 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie