42 Kilometer: So mächtig ist die kontinentale Erdkruste durchschnittlich – aber warum? Was bedeutet das für die Plattentektonik? Forschende haben neue Hinweise, dass bei dieser Mächtigkeit ein stabiles thermodynamisches Gleichgewicht herrscht.
Stabile Zustände? Gibt es fast nicht auf der Erde. Alles ist dynamisch, in Bewegung und verändert sich. Und dennoch findet sich in der Dynamik Stabilität: Forschende der Sektion 4.5 „Sedimentbeckenmodellierung“ am Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ finden Hinweise, dass ein stabiles thermodynamisches Gleichgewicht zwischen der internen Energie der Lithosphären-Platte und den tektonischen Plattenrandkräften dann herrscht, wenn eine Erdkrustenmächtigkeit um etwa 42 Kilometer erreicht wird. Für ihre Studie nutzten die Wissenschaftler:innen Daten zur Mächtigkeit und zur chemischen Zusammensetzung der Erdkruste und des oberen Erdmantels im Bereich der Alpen-Himalaya Kollisions-Zone als Basis für thermomechanische Modelle, die die Festigkeit und Deformation der kontinentalen Lithosphäre in dieser Region beschreiben. Erschienen sind die Ergebnisse in Scientific Reports 13. Hauptautor der Studie ist Ajay Kumar, außerdem beteiligt waren Mauro Cacace und Magdalena Scheck-Wenderoth, Leiterin der GFZ-Sektion 4.5 und Direktorin des GFZ-Departments Geosysteme.
Die Verformung der Kontinente wird durch das Zusammenspiel von tektonischen und gravitativen Kräften gesteuert. Dieses Zusammenspiel verändert sich je nach Mächtigkeit und Festigkeit der Lithosphäre, die wiederum von der Temperatur abhängen. Dabei spielen Abweichungen von einem thermischen Gleichgewicht und das Wiedererreichen des Gleichgewichts (thermische Relaxation) eine wichtige Rolle. Diese Schwankungen um einen thermischen Gleichgewichtszustand können entweder zu der genannten Stabilisierung mit einer kritischen Krustenmächtigkeit führen oder aber zu einer Verstärkung des Ungleichgewichts, wenn deutlich höhere oder geringere Krustenmächtigkeiten vorliegen, die dann Deformationen der Lithosphärenplatte auslösen. Mehr erfahren…
