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Montag, 26.06.2017
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Erdmantel kühlt heute schneller aus

Zerbrechen des Superkontinents Pangäa nahm dem Erdmantel seine "Wärmedecke"

Superkontinent als Wärmedecke: Der Erdmantel kühlt heute fast doppelt so schnell ab wie noch vor rund 200 Millionen Jahren. Dadurch wird weniger und dünnere Ozeankruste produziert. Der Grund für die beschleunigte Abkühlung des Planeteninneren: Der Superkontinent Pangäa wirkte einst wie eine Wärmedecke und isolierte den Erdmantel besser gegen die Abkühlung, wie Forscher im Fachmagazin "Nature Geoscience" berichten.
Der Superkontinent Püangäa vor rund 230 Millionen Jahren: Seine Landmasse wirkte wie eine isolierende Decke.

Der Superkontinent Püangäa vor rund 230 Millionen Jahren: Seine Landmasse wirkte wie eine isolierende Decke.

Die mittelozeanischen Rücken sind Krustenfabriken: An ihnen steigt ständig heißes Magma aus dem Erdmantel auf und quillt an die Oberfläche. Dadurch entsteht entlang dieser Nahtstellen der Erde neue Ozeankruste. Dieser Prozess treibt nicht nur die Plattentektonik an, er sorgt auch mit dafür, dass der Erdmantel kontinuierlich an Wärme verliert. So weit, so bekannt.

Rätselhafte Dicken-Unterschiede


Doch bei Untersuchungen der Ozeankruste an 234 Messstellen rund um den Globus, bemerkten Harm Van Avendonk und seine Kollegen von der University of Texas etwas Seltsames: Die vor rund 170 Millionen Jahren und früher entstandene Ozeankruste war deutlich dicker als die jüngeren Krustenteile. Der Unterschied lag durchschnittlich bei rund 1,5 Kilometer, wie die Forscher berichten.

Das aber bedeutet, dass die mittelozeanischen Krustenfabriken seit mindestens 170 Millionen Jahren weniger Magma fördern als zuvor. Aber warum? Eine Erklärung wäre, dass früher aktive Hotspots zusätzliche Lava auf den ozeanischen Krusten deponierten. Doch Analysen enthüllten, dass auch Ozeankrusten fernab solcher Mantelplumes früher dicker waren als heute.


Beschleunigte Abkühlung


Was aber ist dann die Ursache der ausgedünnten Ozeankruste? Geophysikalischen Modellen zufolge könnte sie in der Tiefe liegen: Wenn der Erdmantel deutlich kühler wird, steigt an den mittelozeanischen Rücken auch weniger Magma auf. Als Folge bleibt der Nachschub für die Krustenfabriken spärlich und es entstehen dünnere Plattenteile.

Messdaten an verschiedenne Stellen der ozeanischen Kruste zeigen, dass Hotspots nicht der Grund für die früher dickere Ozeankruste sein können.

Messdaten an verschiedenne Stellen der ozeanischen Kruste zeigen, dass Hotspots nicht der Grund für die früher dickere Ozeankruste sein können.

Tatsächlich stellten die Forscher in ihren Analysen fest, dass der Erdmantel heute pro 100 Millionen Jahre um 15 bis 20 Grad kälter wird. Vor mehr als 170 Millionen Jahren dagegen waren es nur sechs bis elf Grad – fast die Hälfte. "Die Erde kühlt sich demnach heute sehr viel schneller ab als während eines Großteils ihrer Geschichte", sagt Van Avendonk.

Superkontinent als Wärmedecke


Das aber bedeutet, dass vor gut 170 Millionen Jahren etwas geschehen sein muss, das diese beschleunigte Abkühlung auslöste. Der Verdacht der Forscher richtete sich auf die Plattentektonik, genauer: das Auseinanderbrechen des Superkontinents Pangäa. "Dieser Superkontinent wirkte wie eine isolierende Decke ", erklärt Van Avendonk. Die gewaltige Fläche der Landmasse hielt die Wärme im Erdmantel zurück.

Als dann der Kontinent zerbrach, bekam diese "Wärmedecke" immer mehr Löcher und Risse. Die deutlich dünneren ozeanischen Krustenteile isolierten weniger gut und dadurch stieg der Wärmeverlust des Erdmantels. "Der Erdmantel war stärker exponiert und gab mehr Hitze an Ozeane und Atmosphäre ab", erklärt Van Avendonk. "Dadurch beschleunigte sich die Abkühlung."

Dazu passt, dass sich vor allem Gebiete unter dem heutigen Atlantik und Indischen Ozean besonders schnell abkühlten: Sie verloren dreimal schneller Wärme als der Erdmantel unter dem Pazifik, wie die Forscher berichten. Genau diese Gebiete aber lagen zur Zeit des Superkontinents Pangäa unter seiner dicken Wärmekruste. (Nature Geoscience, 2016; doi: 10.1038/ngeo2849)
(University of Texas at Austin, 15.12.2016 - NPO)
 
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