Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die scheinbar schneller schwindenden Gebirge

13.05.2010
Woher kommt die stärkere Sedimentsrate seit 5 Millionen Jahren?

Die seit fünf Millionen Jahren andauernde stetige Zunahme der Menge an Sedimentenablagerungen, die bisher von vielen Geowissenschaftlern unterstellt wurde, existiert nicht.


© F. v. Blanckenburg, GFZ
Der globale Beryllium Zyklus

Das ist das zentrale Ergebnis, das Jane Willenbring und Friedhelm von Blanckenburg vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins( „Nature“, 13.Mai 2010) vorstellen. Die weltweit beobachtete vierfache Zunahme der Sedimentation ist ein reines Beobachtungsartefakt, alle darauf beruhenden Hypothesen müssen nun einer Überprüfung unterzogen werden.

Erosion durch Wasser und Eis sowie die chemische Verwitterung von Gesteinen der Erdoberfläche tragen Gebirge über Millionen von Jahren ab. Das erodierte Gestein wird durch Flüsse und Gletscher fortgetragen und findet sich im Sediment der Ozeane und auf den Kontinenten in der Umgebung großer Gebirge wieder. Die weltweite Vermessung der Dicke von Sedimentschichten hatte in der Vergangenheit tatsächlich das Ergebnis erbracht, dass die Mengen an Sediment, die pro Zeitabschnitt weltweit in den letzten fünf Millionen Jahren abgelagert wurde, sich kontinuierlich vervielfacht hat. Um diesen Überschuss an Sediment zu produzieren, müssten die Gebirge eigentlich mit ebenso höherer Geschwindigkeit erodieren.

Hypothesen für die Ursache dieses Phänomens unterstellten global ein verstärktes Gebirgswachstum und folglich erhöhte Erosionseffekte. Es könnte aber auch genau umgekehrt gewesen sein: die Gebirge waren schon lange vorher mit hohem Relief vorhanden, aber erst eine Klimaverschiebung wie etwa diejenige, die zu der Eiszeit vor ca. 3 Millionen Jahren führte, hat die Gebirge schneller abgetragen und sie in der Folge durch die Entlastung des Gewichtes auch wieder schneller aufsteigen lassen. Keine der beiden Hypothesen konnte man jedoch bisher zufriedenstellend begründen.

Kohlendioxid und Gesteinsverwitterung

Sie führen nur zu einem weiteren Paradox, das Geowissenschaftler ebenfalls bisher nicht lösen konnten. Rekonstruktionen der früheren Konzentrationen des Treibhausgases Kohlendioxid (CO_2 ) der Atmosphäre mit indirekten chemischen und biologischen Methoden ergaben, dass diese schon seit über 10 Millionen Jahren ungefähr um den Wert schwankt, den die Atmosphäre auch vor Beginn des heutigen schnellen Anstieges der CO_2 -Konzentration hatten. Nimmt jedoch die Erosion weltweit zu, so muss auch die Zersetzung von Gestein ebenso zunehmen. Doch diese verbraucht über die im Regen enthaltene Kohlensäure ständig geringe Mengen atmosphärischen Kohlendioxids. Genau genommen ist dieser Verbrauch genauso groß, wie die Abgabe dieses Gases an die Atmosphäre durch Vulkane. Über Jahrmillionen stabilisiert die Natur damit den Treibhauseffekt der Atmosphäre und somit die Temperatur. Hätte sich aber der Entzug von CO_2 durch die hohe Verwitterung vervielfacht, enthielte die Atmosphäre heute kaum noch nennenswerte Mengen dieses Treibhausgases. Die Folge wäre eine extrem kalte Erde, auf der alles Wasser gefroren wäre.

Beryllium 9 und Sedimenterhaltung

Die GFZ-Wissenschaftlerin Jane Willenbring und ihr Kollege Friedhelm von Blanckenburg lösten nun dieses Rätsel. Sie stellten fest, dass die Zunahme der Sedimentationsgeschwindigkeit ein Artefakt der Beobachtungen

darstellt: je genauer Geologen hinschauen, umso mehr Sedimentablagerung entdecken sie. Und in die jüngere geologische Vergangenheit kann man besser hineinschauen als in die Geschichte vor sehr langer Zeit, denn auch Sediment überlebt nicht immer den geologischen Wandel. Je älter es ist, desto weniger wird überliefert. So nimmt scheinbar die geologische Sedimentationsrate zu, je jünger die geologische Zeit und je kürzer der Beobachtungszeitraum ist. Das Phänomen der Zunahme der Sedimentation ist damit nicht real, sondern spiegelt lediglich die Sedimenterhaltung wider.

Als Beleg für diese Neuinterpretation führen Willenbring und von Blanckenburg nun geochemische Messungen in bestimmten Ozeanablagerungen an. In zentimeter-dicken Eisen-Mangankrusten, die tief im Ozean über Jahrmillionen extrem langsam wachsen, steckt in Form veränderlicher Metallkonzentrationen die Information über den Eintrag von Stoffen in die Ozeane in der Vergangenheit. Die beiden Forscher verwendeten das Isotop der Masse 9 des seltenen Elementes Beryllium zur Bestimmung der Menge an Sediment, das über Flüsse in die Ozeane eingetragen wird. Hätte die erosionsbedingte Sedimentation zugenommen, würden wir in den jüngeren Lagen dieser Krusten mehr von diesem Beryllium-9 finden.

Beryllium 10 als Zeuge

Zur Überprüfung dieses Effekts verwendeten Willenbring und von Blanckenburg zusatzlich auch noch das sehr seltene Isotop Beryllium-10. Dieses entsteht in der Atmosphäre durch kosmische Strahlung in immer gleichen Mengen und wird über den Niederschlag den Ozeanen zugeführt. Während die Eisen-Mangankrusten wachsen, wird das Beryllium-10 in konstanten Mengen in die Eisen-Mangankrusten eingebaut. Schwankt also das Verhältnis von Beryllium-10 zu Beryllium-9, so liegt das nur an Änderungen des Eintrages des aus der Erosion stammenden Beryllium-9.

Wie Messungen zeigen, hat sich das in die Eisen-Mangankrusten aller Ozeane eingebaute Verhältnis der beiden Isotope zueinander in den letzten 10 Millionen Jahren kaum geändert. Als Folgerung daraus bleibt nur ein Schluss: die Erosion der Kontinente war über die vergangenen paar Millionen Jahre stabil, eine Zunahme hat es nie gegeben. Damit ist eine geologische Grundannahme gestürzt, zugleich aber auch ein Rätsel gelöst worden.

J.K. Willenbring und F. von Blanckenburg, „/Long-Term Stability of Global Erosion Rates and Weathering During Late-Cenozoic Cooling/”, Nature, No. 7295, 13.05.2010

Franz Ossing
Helmholtz Centre Potsdam
GFZ German Research Centre for Geosciences
Deutsches GeoForschungsZentrum
- Public Relations -
Telegrafenberg
14473 Potsdam / Germany
e-mail: ossing@gfz-potsdam.de
Tel. ++49 (0)331-288 1040
Fax ++49 (0)331-288 1044

Franz Ossing | GFZ Potsdam
Weitere Informationen:
http://www.gfz-potsdam.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Der steile Aufstieg der Berner Alpen
24.03.2017 | Universität Bern

nachricht Internationales Team um Oldenburger Meeresforscher untersucht Meeresoberfläche
21.03.2017 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise