Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie brechen Kontinente auseinander?

13.08.2015

Neue Erkenntnisse aus Südafrika stellen klassische Theorie in Frage.

Als vor 130 Millionen Jahren der westliche Teil des Urkontinents Gondwana auseinanderbrach und die Geburt des Süd-Atlantik einleitete, trennten sich das heutige Afrika und Südamerika voneinander. Man nahm bisher an, dass enorme Mengen von Magma aus dem tiefen Erdmantel aufstiegen, und dass diese heiße Gesteinsblase (genannt Tristan-Mantelplume) Gondwana von unten heizte, aufweichte und schließlich aufriss.


Übernachtungscamp in Nord-Namibia (Foto: C. Haberland, GFZ)

Eine Gruppe deutscher Geoforscher stellt nun diese grundlegende Annahme mit einer neuen Studie in Frage. Die Wissenschaftler aus Potsdam, Kiel und Bremen zeigen in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals „Geology“ anhand seismischer Messungen, dass die Auswirkungen des Tristan-Mantelplume auf die kontinentale Kruste Gondwanas räumlich überraschend begrenzt waren.

Das passt keineswegs zu den bisherigen Vorstellungen, die von einem entscheidenden Einfluss eines Mantelplumes beim Aufbrechen des Kontinents ausgehen. Somit kann eine dominante oder gar ausschlaggebene Rolle einer solchen Gesteinsblase beim Aufbrechen von Gondwana im Südatlantik ausgeschlossen werden.

Aufsteigende heiße Gesteinmassen im Erdmantel sind ein wichtiger Motor der Plattentektonik. Bei einem angenommenen großen Durchmesser von Tausenden von Kilometern ist die von der Kern/Mantel-Grenze aus 2900 Kilometern Tiefe mitgebrachte Hitze so groß, dass sie ausreicht, die kontinentale Lithosphäre zu durchbrechen oder gar aufzulösen.

An der Erdoberfläche finden sich an diesen Stellen gewaltige Mengen so genannter Flutbasalte. So auch im südlichen Afrika und – parallel dazu – Südamerika. Diese Etendeka/Parana-Flutbasalte gelten als oberirdischer Beleg für das Aufschmelzen des westlichen Gondwanakontinents vor 130 Millionen Jahre. Belege dieses Auseinanderbrechens findet sich auch im Ozean: der Walfischrücken vor der Westküste Namibias zeichnet die Spur nach, die der Mantelplume hinterließ, als Afrika begann, sich zu formieren und nach Osten zu treiben.

Die deutschen Geoforscher wollten diesem Vorgang detailliert auf die Spur kommen. Die Spuren solcher gewaltiger Gesteinsmassen finden sich in den unterschiedlichen Geschwindigkeiten wieder, mit denen seismische Wellen durch das Gestein laufen. Gemeinsam mit Kollegen vom Alfred-Wegener-Institut AWI (Bremerhaven) und vom GEOMAR (Kiel) und unterstützt durch den Geologischen Dienst Namibias haben Geowissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ daher umfangreiche seismische Untersuchungen an Land und im angrenzenden küstennahen Bereich des Südatlantiks vorgenommen. Sie legten seismische Profile parallel zur namibischen Küste und von der Küste inland laufend an.

Die Geowissenschaftler konzentrierten sich auf das Gebiet an der Westküste Namibias. „Wir konnten erstmals mit tiefreichender Seismologie die Struktur der Erdkruste an der Stelle abbilden, wo der Walfischrücken mit dem Kontinent zusammenläuft, und konnten eine Wechselwirkung zwischen dem Mantelplume und der Erdkruste feststellen,“ erläutert Trond Ryberg vom GFZ.

„Unsere Messungen weisen eine ausgeprägte seismische Hochgeschwindigkeitsanomalie in der Unterkruste bei 20 bis 40 Kilometern Tiefe auf.“ Dieser Bereich mit hohen Wellengeschwindigkeiten erklärt sich dadurch, dass hier heißes Gesteinsmaterial aus dem Erdmantel in die Erdkruste eingedrungen ist.

Das entspricht auch der gängigen Theorie. Völlig überraschend aber sind die gemessenen begrenzten Ausmaße des identifizierten Gesteinskörpers, die den vermuteten entscheidenden Einfluss eines riesigen Mantelplumes bei Aufbrechen des Kontinents nicht bestätigen. Die Forscher erklären sich den Sachverhalt damit, dass Gondwana von Süden her begann, auseinander zu reißen. In diese Riss-Struktur drang das aufsteigende Gestein des heißen Plume ein und beschleunigte dadurch das Abtrennen von Afrika und Südamerika.

Trond Ryberg: „Die Krustenstruktur im Untersuchungsgebiet widerspiegelt eher den Prozess des Aufbrechens als den unmittelbaren Effekt des Aufschmelzens der kontinentalen Lithosphäre Gondwanas. Wir konnten wir mit unseren Messungen auch den Aufstiegsweg der Flutbasalte abbilden.“ Das Aufbrechen von Gondwana im Südatlantik und generell die Rolle von Mantelplumes beim Aufbrechen kontinentaler Kruste muss wohl neu evaluiert werden.

T. Ryberg, Ch. Haberland, Th. Haberlau, M. H. Weber, K. Bauer, J. H. Behrmann, W. Jokat: “Crustal structure of Northwest Namibia: Evidence for plume-rift-continent interaction”, Geology, August 2015, Vol. 43, p. 739-742, doi:10.1130/G36768.1, http://geology.geoscienceworld.org/content/43/8/739.full

Abb. in druckfähiger Auflösung finden sich hier:

Übernachtungscamp in Nord-Namibia (Foto: C. Haberland, GFZ).
https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/pm/15/Suedafrika.jpg

Ausführungen von Bohrungen für seismische Messungen (Foto: C. Haberland, GFZ).
https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/pm/15/Suedafrika2.jpg

Übernachtung im Gebiet der Skelettküste, Namibia (Foto: C. Haberland, GFZ).
https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/pm/15/Suedafrika3.jpg

Auf dem Weg ins Untersuchungsgebiet (Foto: T. Ryberg, GFZ).
https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/pm/15/Suedafrika4.jpg

Franz Ossing | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen
26.04.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

nachricht Flechten aus dem Bernsteinwald
25.04.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie