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Der Monsun ändert die Tektonik

17.06.2015

Neuer klima-tektonischer Kopplungsmechanismus entdeckt

Eine Klimaänderung in Südasien führte vor etwa 23 Millionen Jahren zum Erstarken des Monsuns. Dadurch wurden mächtige Sedimentfrachten in das ozeanische Becken Südchinas transportiert. In der Folge führte das zu einem ungewöhnlichen und beschleunigten Absinken der Erdkruste.


Heutige Topographie Südostasiens und die Mächtigkeit der unterseeischen Sedimentfächer – in der gleichen Farbskala koloriert. Das Volumen der Fächer übersteigt das der Gebirge bei weitem. (Bild: S. Brune, Topographiedaten: GMRT v2.6, Sedimentmächtigkeit: Divins (2006), Visualisierung: GeoMapApp)

Die außerordentlich tiefen Becken am nördlichen Rand des Südchinesischen Meers sind Resultat dieser neu entdeckten Kopplung von klimatischen und tektonischen Prozessen.

Beim Auseinanderbrechen von Kontinenten, Rifting genannt, entstehen an den Kontinentalrändern Beckenstrukturen wie etwa vor Afrikas Westküste. Diese kühlen sich nach und nach stetig ab und sinken dabei langsam und einheitlich in große Meerestiefen.

Die Becken im Südchinesischen Meer rund um die Insel Hainan, vor allem das Baiyun-Becken, widersetzen sich dieser Regel. Hier beschleunigte sich sogar das Absinken noch mehrere Millionen Jahre nach dem kontinentalen Zerbrechen, anstatt sich zu verlangsamen. Ein Forscherteam aus den USA, Deutschland und Australien konnte nun diesen Mechanismus erklären.

„Der Schlüssel waren die riesigen Sedimentfolgen mit mehr als 5000 Metern Mächtigkeit.“ erklärt Ko-Autor Sascha Brune vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ. „Wir haben geophysikalische und Bohrlochdaten mit numerischer Modellierung kombiniert und konnten zeigen, dass die aussergewöhnlich weiche Erdkruste der Südchinesischen Meeresränder unter der Last der Sedimente zu fliessen begann.“

Woher kam diese gewaltige Auflast durch das Sediment? Eine Änderung des Klimas Südasiens führte vor etwa 23 Millionen Jahren zum Erstarken des Monsuns, der durch hohe Niederschläge eine Zunahme der Erosion in den Asiatischen Hochgebirgen bewirkte.

Das losgelöste Material wurde von Flüssen wie dem Indus, Ganges, und dem Pearl River in kilometerdicken Schwemmfächern in die umliegenden Ozeane und Meere verteilt. Im Gegensatz zu den Indus- und Bengal-Fächern ist die Erdkruste im Südchinesischen Meer extrem weich.

Hier führte das Gewicht der Sedimentmassen dazu, dass das verformbare Krustengestein in rund 15000 Metern Tiefe zur Seite gequetscht wurde und die ungewöhnliche Dehnung der Erdkruste ermöglichte. Peter Clift von der Louisiana State University:

„Dieser Mechanismus stellt eine bisher ungekannte Komponente von klima-tektonischer Kopplung dar.“ Denn genau zum Zeitpunkt vor rund 23 Millionen Jahren, als der Monsun sich hier verstärkte, begann auch das beschleunigte Absinken der Beckenböden Südchinas mit der Bildung der gewaltigen Sedimentfächer.

Peter D. Clift, Sascha Brune, Javier Quinteros: "Climate changes control offshore crustal structure at South China Sea continental margin”, Earth and Planetary Science Letters EPSL, Advance Online Publication, 15.06.2015, Doi: 10.1016/j.epsl.2015.03.032

Franz Ossing
Helmholtz Centre Potsdam
GFZ German Research Centre for Geosciences
Deutsches GeoForschungsZentrum
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Franz Ossing | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

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