Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Erkenntnisse zur Entstehung der Kontinente

31.05.2012
Ein internationales Wissenschaftlerteam unter Beteiligung der Universität Bonn datiert das Einsetzen der Kontinentaldrift auf der Erde vor rund 3,2 Milliarden Jahren. Die Forscher analysierten Hafnium- und Sauerstoff-Isotope in sehr altem Gestein aus Westgrönland. Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Die Kontinentaldrift verändert langsam, aber beständig das Gesicht der Erde. Durch diese Kraft kommt es etwa zur Umverteilung der Landmassen auf unserem Planeten. Vor rund 300 Millionen Jahren zerfiel der Superkontinent Pangäa in mehrere kleinere Kontinente, die sich bis heute mit etlichen Millimetern pro Jahr fortbewegen.

Außerdem entstehen Gebirge, wenn die auf dem Erdmantel „schwimmenden“ kontinentalen Platten zusammenstoßen und sich aufschieben. Kollidieren hingegen ozeanische Platten und taucht dabei eine von beiden unter die andere ab, kommt es zur Ausbildung von Tiefseegräben. So kann auch kontinentale Erdkruste unter ozeanische abtauchen, dabei aufgeschmolzen und zu neuem Gestein „recycelt“ werden.

Vor 3,2 Milliarden setzte die Kontinentaldrift ein

Schon lange rätseln Wissenschaftler, wann auf der allmählich abkühlenden, ursprünglich glutheißen Erde die Kontinentaldrift einsetzte. Einem internationalen Forscherteam ist es unter Beteiligung der Universität Bonn nun gelungen, mit Hilfe von Hafnium-Isotopen den Startschuss für die Bewegungen der Erdkruste zu datieren. „Wir gehen davon aus, dass das Abtauchen von ozeanischen Platten vor ungefähr 3,2 Milliarden Jahren angefangen hat“, sagt der Geochemiker Dr. Elis Hoffmann, der zugleich an den Universitäten Bonn und Köln forscht. „Zu dieser Zeit entwickelten sich die ersten stabilen Kontinente, wie wir sie heute vorfinden.“ Dr. Hoffmann ist Mitglied eines internationalen Forscherteams um den dänischen Wissenschaftler Dr. Tomas Næraa.

Wissenschaftler beprobten uraltes Gestein in Westgrönland

Als Beleg für ihre Ergebnisse diente den Wissenschaftlern 2,8 bis 3,8 Milliarden Jahre altes Kontinentgestein, von dem Dr. Hoffmann in Westgrönland Proben genommen hatte. Die Forscher untersuchten darin die Hafnium- und Sauerstoffisotope des Minerals Zirkon. „Zirkon ist das älteste bekannte Mineral der Erde und typisch für die kontinentale Kruste“, berichtet der Geochemiker. Die 30 bis 40 Kilometer dicke Kruste der Kontinente bildet das Festland. Sie ist leichter als die dünnere ozeanische Kruste und ragt deshalb wie ein Eisberg aus dem Meer daraus heraus. Aus dem Erdmantel entsteht ozeanische Kruste in Form von Basalten. Schmilzt durch die Plattentektonik verdickte Ozeankruste auf und erstarrt dann wieder, kann sie sich dadurch in kontinentale Erdkruste umwandeln.

Wandel in der Dynamik des Erdmantels

An dem Gestein aus Westgrönland konnten die Wissenschaftler nun anhand der Hafnium- und Sauerstoff-Isotope einen Wandel in der Dynamik des Erdmantels nachweisen. Unter Isotop versteht man unterschiedlich schwere Varianten des selben chemischen Elements. Vereinfacht dargestellt verteilen sich die schweren und leichten Sauerstoffisotope zu unterschiedlichen Anteilen in die Gesteinsschmelze und dem zurückbleibenden Gestein. Dieses Verhalten haben sich die Wissenschaftler zu Nutze gemacht. Sie untersuchten nun die Sauerstoff-Isotope an den kontinentalen Zirkonen und stellten dabei Veränderungen in den vor rund 3,2 Milliarden Jahren gebildeten Gesteinen fest, die auf einsetzende Kontinentaldrift zurückzuführen sind.

Das Element Lutetium zerfällt zu Hafnium. „Zirkone bauen nur Hafnium, aber so gut wie kein Lutetium ein“, berichtet der Geochemiker. „Das friert das Signal der Hafnium-Isotope zum Entstehungszeitpunkt ein. Daran lässt sich ablesen, ob aus ozeanischer Kruste auch kontinentale Kruste entstanden ist.“ Die Wissenschaftler wiesen mit dieser Methode anhand des grönländischen Gesteins nach, dass vor 3,9 bis 3,2 Milliarden Jahren kontinentale Kruste nur aus ozeanischer entstanden ist. Erst danach wurden kontinentale Sedimente in größere Tiefen des Erdmantels transportiert und dort aufgeschmolzen. Die Schmelzen reagierten mit Mantelgestein. Schließlich entstand nach weiteren komplexen Schmelzvorgängen neue kontinentale Kruste. „Das ist als Beginn der Kontinentaldrift zu interpretieren“, sagt Dr. Hoffmann. Voraussetzung war damals vermutlich die zunehmende Abkühlung unseres Planeten.

Publikation: Næraa, T., Scherstén, A., Rosing, M.T., Kemp, A.I.S., Hoffmann, J.E., Kokfelt, T.F., Whitehouse, M.J. (2012): Hafnium isotope evidence for a transition in the dynamics of continental growth 3.2 Gyr ago, „Nature“, DOI:10.1038/nature11140.

Kontakt:

Dr. Elis Hoffmann
Steinmann-Institut für Geologie,
Mineralogie und Paläontologie der Universität Bonn
Tel. 0228/737967
E-Mail: hoffjoel@uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de
http://www3.uni-bonn.de/Pressemitteilungen/148-2012

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neue Einblicke in das 2004 Sumatra-Erdbeben
14.11.2017 | Technische Universität München

nachricht Folgen des Klimawandels: Oder warum wird das Wasser unter Borkum überwacht?
14.11.2017 | Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte