Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher klären die bewegte Vergangenheit der Adula-Decke in den Schweizer Alpen auf

25.01.2011
Der Teil der Erdkruste, den wir heute als Alpen kennen, hat eine bewegte Geschichte hinter sich.

Forscher der Universitäten Bonn, Köln und Münster haben sie nun für die Adula-Decke in der Südschweiz zumindest teilweise rekonstruiert: Demnach ist das Gebiet in den letzten 350 Millionen Jahren zweimal bis auf Tiefen von über 50 Kilometern in den Erdmantel abgetaucht.

Erst danach hat sich die Gesteinsformation, die flächenmäßig etwa doppelt so groß ist wie der Bodensee, auf ihre aktuelle Höhe von über 2000 Metern aufgefaltet. Die Studie ist in Nature Geoscience erschienen (doi: 10.1038/NGEO1060).

Das Oberflächengestein in Richtung Erdzentrum abdriftet, ist nicht ungewöhnlich. Die Erdkruste fährt praktisch ständig Fahrstuhl: An den Nahtstellen der tektonischen Platten wird Krustenmaterial in die Tiefe gezogen - Experten sprechen von Subduktion. Bei gebirgsbildenden Prozessen können diese subduzierten Gesteine dann wieder in Richtung Erdoberfläche transportiert werden.

Bei der Fahrt unter Tage gelangt das Gestein unter extrem hohen Druck. Dabei können charakteristische Minerale entstehen, anhand derer Geologen die bewegte Vergangenheit direkt ablesen können. Ein prominentes Beispiel für ein solches Hochdruckgestein ist Eklogit, welcher sich in 50 Kilometern Tiefe unter großen Drücken aus gewöhnlichem Basalt bildet. Die Wissenschaftler aus Bonn, Köln und Münster haben derartige Eklogite von der Adula-Decke analysiert und eine Altersbestimmung vorgenommen. Dabei haben sie eine interessante Beobachtung gemacht: "Teile der Eklogite sind maximal 38 Millionen Jahre alt, andere dagegen mindestens 330 Millionen Jahre", erklärt Daniel Herwartz. Der Doktorand am Bonner Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie hat die Studie geleitet.

Die Forscher konzentrierten sich bei ihren Untersuchungen auf die Eklogit-Komponente Granat. Granat baut bei seiner Bildung große Mengen des radioaktiven Spurenelementes Lutetium ein. Dieses zerfällt mit einer Halbwertszeit von 37 Milliarden Jahren zu stabilem Hafnium. Aus dem Lutetium-Hafnium-Verhältnis lässt sich also bestimmen, wann das Mineral entstanden ist. Granat bildet sich in diesen Gesteinen nur unter starkem Druck, wie er in mehr als 50 Kilometern Tiefe herrscht. Daher kann man an seinem Alter den Zeitpunkt der Subduktion festmachen.

200.000 Kristallkörnchen unter der Lupe sortiert

Herwartz und seine Kollegen haben für die Studie unter der Stereolupe Hunderttausende von Mineral-Kristallen sortiert, jedes so groß wie ein kleines Sandkorn. Eine Sisyphos-Arbeit, die sich aber gelohnt hat: "Uns ist es gelungen, im Eklogit der Adula-Decke zwei Granatgenerationen zu datieren", sagt der Geologe. Eine Weltpremiere, die bis vor wenigen Jahren noch undenkbar gewesen wäre. Denn die für die Analysen nötigen Massenspektrometer sind dazu erst seit kurzem empfindlich genug. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat den Wissenschaftlern aus Bonn und Köln im Jahr 2008 ein derartiges Gerät zur Verfügung gestellt - Wert: rund eine Million Euro.

Die Autoren der Studie haben möglicherweise auch die Antwort auf eine andere Frage gefunden, die die Forschergemeinde schon seit längerem beschäftigt: Die Adula-Decke besteht nicht nur aus Eklogiten, sondern zu einem großen Teil aus quarzreichen Gneisen. Diesen Gesteinen sieht man aber nicht an, dass sie jemals unter hohem Druck standen. Zudem sind sie so leicht, dass man lange Zeit annahm, sie könnten gar nicht subduziert werden. Einige Wissenschaftler glauben daher, dass es sich bei den Hochdruck-Eklogiten um exotische Fragmente handele, die quasi aus einer Subduktionszone "herausgequetscht" wurden und so in die darüber liegenden Gesteinsschichten gerieten.

Das scheint aber nicht zu stimmen. Stattdessen ist wohl vor etwa 350 Millionen der größte Teil der etwa 1.000 Quadratkilometer großen Adula Decke komplett abgetaucht. Dieser Vorgang hat sich dann mit der gesamten Einheit vor knapp 40 Millionen Jahren noch einmal wiederholt. Das schließen die Wissenschaftler aus ihren Ergebnissen und denen anderer Arbeitsgruppen. "Wir nehmen zudem an, dass bei der Reise an die Oberfläche das geringe Gewicht der quarzreichen Gneise eine wichtige Rolle spielte", betont Herwartz. "Die Adula-Decke mit ihrem hohen Anteil ‚leichter’ Gesteine verhielt sich im Erdmantel wie ein Korken im Wasser: Ihr Aufstieg zur Erdoberfläche wurde durch den Auftrieb der leichten Gneise unterstützt."

Möglicherweise gab es davor sogar noch weitere Subduktions-Zyklen. "Das ist aber bislang reine Spekulation", betont Herwartz. "Anhaltspunkte dafür liefern zumindest unsere aktuellen Daten nicht."

Kontakt:
Daniel Herwartz
Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie
Universität Bonn
Telefon: 0228/73-4652
E-Mail: d.herwartz@uni-bonn.de

Frank Luerweg | Uni Bonn
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Berichte zu: Adula-Decke Alpen Eklogit Erdkruste Erdmantel Erdoberfläche Geologe Geologie Gestein Granat Mineral Mineralogie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neue Erkenntnisse zum Meeresspiegel-Anstieg
26.05.2017 | Universität Siegen

nachricht Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen
24.05.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften