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 Expedition ans Ende der Welt
29.11.2016 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lakkolithe können auch während eines Vulkanausbruchs entstehen
24.11.2016 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie