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Schnitt durchs Erdinnere vor Beginn der Plattentektonik. Science Advances/Alec Brenner

Ältestes Indiz für Plattentektonik

Die Erde ist bislang der einzige uns bekannte Planet mit einer aktiven Oberfläche, die durch die Plattentektonik andauernd umgestaltet wird. Auf die Frage jedoch, wann die Plattentektonik ihre Konvektionswalzen angeworfen und hat, gibt es bislang keine wirklich überzeugende Antwort. Geowissenschaftler aus den USA präsentieren jetzt in "Science Advances" Indizien für einen ziemlich frühen Beginn schon im Mittleren Archaikum.

Nur noch an wenigen Stellen der Erdoberfläche sind Gesteine aus der Frühzeit des Planeten erhalten. "Rund fünf Prozent sind älter als drei Milliarden Jahre", erklärt der Geologie-Postdoc Alec Brenner von der US-Universität Harvard. Brenner hat am Gestein von einer dieser Fundstellen starke Indizien für Kontinentaldrift gefunden, und das im Mittleren Archaikum vor rund 3,2 Milliarden Jahren. "Der Pilbara-Kraton hat sich damals mit einer Geschwindigkeit von rund 2,5 Zentimeter pro Jahr über die Erdoberfläche bewegt", so Brenner auf einer Telefonkonferenz von "Science Advances", in dem er und sein Chef Roger Fu zusammen mit Kollegen der Universitäten Yale, Berkeley und Michigan, ihre Ergebnisse publizierten. "Das ist das älteste Beispiel von Plattentektonik, das wir kennen", so Brenner, "und die Geschwindigkeit ist ungefähr mit der vergleichbar, mit der sich heutzutage die Krustenplatten bewegen."

Die Erde ist der einzige Planet mit einer beweglichen Oberfläche aus vielen mehr oder weniger großen Krustenplatten. Viel spricht nach Ansicht von Geowissenschaftlern dafür, dass die Plattentektonik, die diese Krustenplatten über die Oberfläche bewegt, zu einem großen Teil die Bedingungen schafft, unter denen das Leben auf der Erde aufblühte. Die Frage, wann dieser Mechanismus einsetzte, ist allerdings weiterhin offen. Klar ist, dass die ganz junge Erde zu heiß war, um die raumgreifenden Konvektionsströme zuzulassen, die den Motor der Plattentektonik darstellen. Irgendwann aber müssen diese sich etabliert haben, und es gibt eine ganze Reihe von Vorschlägen dafür, wann dieser Zeitpunkt gekommen war. Das Problem: Die möglichen Anfangspunkte der Plattentektonik decken einen Zeitraum von vor 600 Millionen bis vor 4,2 Milliarden Jahren ab, mit anderen Worten den Großteil der Erdgeschichte.

Magnetisierung verrät Positionsänderung der Krustenblöcke

Der Pilbara-Kraton in Westaustralien ist eine der wenigen Stellen, die die Geowissenschaftler für die Klärung dieser Frage heute noch aufsuchen können. Alec Brenner und Roger Fu haben in einer bestimmten Basaltschicht, dem Honeyeater Basalt, 235 Bohrkerne gezogen und ihre ursprüngliche Magnetisierung untersucht. Der Basalt deckt einen Zeitraum von vor 3,192 bis 3,176 Milliarden Jahren ab. "Wenn wir die Magnetisierung der Proben messen, erhalten wir eine Vorstellung davon, wo sie entstanden sind und können daraus die Drift der Krustenblöcke ablesen", so Brenner. Der Honeyeater Basalt wird von vielen Geowissenschaftlern als Rest eines damaligen Grabenbruchs interpretiert. Ein solcher Grabenbruch aber ist der Beginn einer tektonischen Zelle, weil an ihm Krustenplatten durch aufwallendes Magma auseinandergedrückt werden. Mehr erfahren...

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