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Sonntag, 23.07.2017
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Tektonik der Erdplatten

Wie war das doch noch vor 3000 Millionen Jahren?

Tektonik der Erdplatten

Tektonik der Erdplatten

Der Greifswalder Geologe und Petrologe Prof. Stephen Foley ist zusammen mit Kollegen aus Pavia in Italien der Lösung der Frage einen großen Schritt nähergekommen, seit wann es die Tektonik der Erdplatten gibt. In "Nature" (20. Juni 2002, Band 417, pp. 837-840) stehen ihre Untersuchungen zum Zeitpunkt der Bildung der kontinentalen Kruste; demnach begann die Plattentektonik heutiger Form vor 3000 bis 2500 Millionen Jahren.

Die Theorie der Plattentektonik erklärt die Erde, wie wir sie heute kennen. Plattentektonik wirkt bekanntlich stark: krachen die 100 bis 250 km mächtigen Erdplatten zusammen oder reiben sich, entstehen Beben. Dringt Ozeanwasser an Plattenrändern in die Erdtiefe, wodurch dort Gesteine schmelzen, entstehen Vulkane. Kurz nach der Erdbildung, vor 4570 Millionen Jahren, war der Planet wegen vieler Kollisionen mit Meteoriten sicherlich zu heiß für Plattenbildung. Erst nach starker Abkühlung konnten sich ganze Platten zu verschieben beginnen. Wann, das war bislang unter Wissenschaftlern umstritten - schon vor 4300 Millionen Jahren (also bald nach der Erdentstehung) oder erst vor zwei Milliarden Jahren (ab der zweiten Hälfte der Erdgeschichte)?

Krustenart und -dicke von Kontinenten und Ozeanen unterscheiden sich. Ozeankruste besteht aus (dichterem) Basalt und ist dünner (etwa 7 km) als Kontinentalkruste. Diese ist weniger dicht, also leichter, aber dafür etwa 35 km dick. Darum verweilt die schwerere ozeanische Kruste auch nur maximal 180 Millionen Jahre an der Erdoberfläche, bevor sie wieder in der Tiefe des Erdmantels verschluckt und neu eingemischt wird. Die Kontinentalkruste dagegen, weil leichter, wird nicht wieder eingemischt; ihre Gesteine blieben bis zu 4 Milliarden Jahre lang erhalten, damit sie Mineralogen untersuchen können.

Stephen Foley untersuchte die Verteilung der sehr seltenen Elemente Niob, Tantal, Zirkon und Samarium in Krusten (in sehr alten kontinentalen Gesteinen sind sie anders konzentriert als in der jüngeren Kruste). In Laborversuchen fanden Foley und seine Mitforscher, daß die alten Gesteine nur durch das Aufschmelzen wasserhaltiger Ozeankruste (von Amphiboliten) zu erklären sind. Das Aufschmelzen von trockener Ozeankruste (Eklogiten) in der Tiefe der Erde kann die beobachteten Elementverhältnisse nicht erklären. Wasserhaltige Ozeankruste konnte aber nur dann in die Tiefe gebracht und aufgeschmolzen werden, wenn es Plattentektonik bereits gab. Nur etwa 30% der heutigen Fläche der Kontinentalkruste ist älter als 2500 Millionen Jahre, und viel davon wurde zwischen 3000 und 2500 Millionen Jahre vor heute gebildet. Dieser Schub in der Bildung der Kontinenten könnte das Einsetzen der Plattentektonik markieren. Davor wird es Kruste wohl gegeben haben, jedoch wenig kontinentale Kruste im heutigen Sinn.
(Deutsche Mineralogische Gesellschaft (DMG), 10.07.2002 - Dr. Nicole Schmidt / GFZ Potsdam)
 
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