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 Einblicke unter die Oberfläche des Mars
21.07.2017 | Jacobs University Bremen gGmbH

nachricht Tauender Permafrost setzt altes Treibhausgas frei
19.07.2017 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Unternehmen entwickeln sich zu Serviceanbietern

25.07.2017 | Studien Analysen

Neue statistische Verfahren zur Überprüfung von Arzneimittel-Generika

25.07.2017 | Medizin Gesundheit

Neue Anwendungsszenarien für Industrie 4.0 entwickelt

25.07.2017 | Informationstechnologie