Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Kontinente aus Ozeanen wachsen: Bisher unbekannte Prozesse der Erdkrustenbildung entschlüsselt

10.04.2015

Die äußere Hülle der Erde besteht aus ozeanischer und kontinentaler Erdkruste. Allerdings ist bis heute nicht genau geklärt, wann und wie sich die kontinentalen Krustenteile gebildet haben.

Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel hat jetzt ausgerechnet in den Meeren Prozesse entdeckt, die zur Entstehung kontinentaler Kruste führen. Diese Prozesse haben das Leben und das Klima auf der Erde stark beeinflusst – auch in jüngerer geologischer Vergangenheit. Die Studie ist in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience erschienen.


Im geologisch noch jungen Land Panama fanden Wissenschaftler Hinweise auf die Entstehung kontinentaler Kruste.

Foto: Kaj Hoernle, GEOMAR

Rein äußerlich ist die Erde bekanntermaßen in Ozeane und Kontinente unterteilt. Diese Unterteilung setzt sich auch unter der Oberfläche fort: Die kontinentale Erdkruste unterscheidet sich geologisch deutlich von der ozeanischen. Die Entstehung ozeanischer Kruste ist mittlerweile verhältnismäßig gut erforscht, denn der Prozess findet laufend an Mittelozeanischen Rücken am Boden der Weltmeere statt.

Der größte Teil der kontinentalen Kruste wurde dagegen wahrscheinlich vor rund 2,5 Milliarden Jahren im Erdzeitalter des Archaikum gebildet. Damals war die Erde deutlich heißer als heute und die vulkanische Aktivität um ein Vielfaches erhöht.

In einer Studie, die jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience erschienen ist, zeigen Forscher aus den USA, aus Kanada und vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel jedoch, dass kontinentale Kruste bis in die Gegenwart hinein neu geschaffen wird – und unter welchen Bedingungen dies geschieht.

„Die Studie liefert auch neue Erkenntnisse über die Entstehung der kontinentalen Erdkruste allgemein und erklärt damit, wie die Erde ihr heutiges Gesicht erhielt“, erklärt der Geologe Prof. Dr. Kaj Hoernle vom GEOMAR, einer der Autoren.

Die beteiligten Forscher stützen sich vor allem auf Untersuchungen auf der mittelamerikanischen Landbrücke. Das Gebiet ist besonders interessant, weil die Verbindung zwischen Atlantik und Pazifik bis vor fünf Millionen Jahren noch offen war. Zwei ozeanische Erdplatten stoßen hier aufeinander. Die eine, die sich aus dem Pazifik Richtung Osten bewegte, schiebt sich unter die andere, setzt im Erdinneren Gase und Flüssigkeiten frei und wird in geringem Maße sogar aufgeschmolzen. Fachleute sprechen von einer intraozeanischen Subduktionszone. Infolge der Subduktion bildete sich ein Vulkanbogen ähnlich den heutigen Aleuten oder den Marianen-Inseln. Erst über Jahrmillionen wuchs eine Landbrücke zwischen Nord- und Südamerika.

Tatsächlich weisen viele ältere Gesteine in Mittelamerika geochemische Charakteristika auf, die für eine ozeanische Entstehung typisch sind. Gesteine, die etwa zehn Millionen Jahre alt oder jünger sind, zeigen kontinentale Eigenschaften. Zusätzlich zu ihren Analysen überprüften die Forscher, mit welchen Geschwindigkeiten sich seismische Wellen in dem mittelamerikanischen Gestein dieser Epoche ausbreiten. Die Werte lagen zwischen denen typischer kontinentaler und ozeanischer Erdkruste.

Den Ursprung der Veränderung konnten die Autoren im Bereich der heutigen Galapagos-Inseln ausmachen. Dort herrschte zeitweise erhöhte vulkanische Aktivität. Das Material, das dieser Vulkanismus hervorbrachte, erreichte im Zuge der Plattenbewegungen vor rund zehn Millionen Jahren die mittelamerikanische Subduktionszone und scheint die chemische Zusammensetzung hin zu kontinentalen Charakteristika verändert zu haben.

In einem weiteren Schritt verglichen die Wissenschaftler ihre Erkenntnisse aus Mittelamerika mit Daten aus anderen Regionen, in denen heute ozeanische Platten aufeinandertreffen. Dabei fanden sie heraus, dass unter anderem im Bereich der westlichen Aleuten und bei den Izu-Bonin Inseln im westlichen Pazifik Spuren junger kontinentaler Kruste zu finden sind. Insgesamt zeigt die Studie, dass das Aufschmelzen von ozeanischen Erdplatten unter bestimmten Bedingungen zu Entstehung kontinentaler Kruste führt. „Dieser Vorgang wird vermutlich auch in der Vergangenheit so abgelaufen sein“, betont Professor Hoernle.

Gleichzeitig wirft die Studie Fragen über die globalen Auswirkungen dieser Prozesse auf. So hat die Bildung der mittelamerikanischen Landbrücke den Wasseraustausch zwischen Atlantik und Pazifik unterbrochen. Hierdurch wurden das Erdklima beeinflusst, marine Lebensräume getrennt und gleichzeitig zwei kontinentale Lebensräume verbunden. „Damit haben wir eine große Unbekannte in der Evolution unseres Planeten aufgedeckt“, sagte Professor Dr. Esteban Gazel von der Virginia Tech University, Erstautor der Studie.

Originalarbeit:
Gazel, E., J. L. Hayes, K. Hoernle, P. Kelemen, E. Everson, W. S. Holbrook, F. Hauff, P. van den Bogaard, E. A. Vance, S. Chu, A. J. Calvert, M. J. Carr, G. M. Yogodzinski (2015): Continental crust generated in oceanic arcs. Nature Geoscience 8, 321–327, http://dx.doi.org/10.1038/ngeo2392

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de/n2359 Pressemitteilung auf der Seite des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel mit Fotos zum Downloaden

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Meeresforschung in Echtzeit verfolgen
22.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Weniger Sauerstoff in allen Meeren
16.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie