Die hoch aufragenden Grate und Gipfel des Himalaja, der Anden, aber auch der Alpen sind langsam, im Laufe von Jahrmillionen, durch das Aufwölben und Auffalten der Erdkruste entstanden. Doch dieser Prozess könnte viel schneller ablaufen, als bisher angenommen. Das zeigt eine neue, in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie.
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Geologen der Queens Universität in Ontario, Kanada, gemeinsam mit Kollegen der Universitäten von New South Wales in Australien und Rennes in Frankreich korrigierten in ihrer Studie die Zeitspanne, die Gebirgszüge zu ihrer Bildung brauchten um mehrere Millionen Jahre nach unten. Nach Ansicht von James Lee, Professor für Geowissenschaften an der Queens Universität könnte dieses kontroverse Ergebnisse Auswirkungen auch auf das Verständnis von anderen geologischen Prozessen haben, die die Erde formten.
Zyklus von 13 Millionen Jahren Dauer
Mithilfe modernster Techniken analysierten die Forscher das Alter von Gesteinen aus der Kollisionszone der irdischen Kontinente. Die Messungen an Mineralien aus einer der großen Gebirgsbildungsperioden der Erde, dem Kaledonischen Orogen vor rund 425 Millionen Jahren, ergaben ein auffallendes Altersmuster in Einzelkristallen dieser Gesteinsrelikte. Sie enthüllten einen 13 Millionen Jahre dauernden Zyklus, in dem die Gesteine zunächst bis in 60 Kilometer Tiefe getragen werden, dann aber an die Oberfläche zurückgelangen.
“Wir waren begeistert zum ersten Mal zeigen zu können, dass die Dauer eines orogenischen Zyklus, (dem Begraben und Wiederauftauchen von Gesteinen) viel kürzer ist als zuvor angenommen.- in diesem Fall nur 13 Millionen Jahre“, erklären Lee und sein Mitarbeiter Alfredo Camacho. „Geologisch betrachtet ist das eine sehr kurze Zeitperiode – ein winziger Tropfen im See der Erdgeschichte.“ Bisher ging man davon aus, dass die meisten formbildenden Prozesse in der Geologie mindestens mehrere hundert Millionen Jahre dauern.
Kruste kälter als angenommen
Die Studie deutet auch darauf hin, dass die Gebirgsbildung deutlich kühler abläuft als bisher vermutet. Die Hitzeentwicklung, die bisher als typisch und weit verbreitet galt, könnte stattdessen nur durch kurzzeitige Ereignisse wie den Einstrom von heißen Flüssigkeiten oder die Reibung an Plattengrenzen zustande kommen. Die Kruste insgesamt aber bleibe dabei relativ kühl, so die Forscher. In ihren Untersuchungen in Gestein aus der Kaledonischen Gebirgsbildung in Norwegen zeigte sich, dass dort Einschüsse von heißen Flüssigkeiten plötzliche Risse in der eigentlich kühlen Kruste verursachten und dadurch tief liegende Erdbeben auslösten.
Neue Technik auch für andere Prozesse nutzbar
“Indem wir Geologie mit grundlegenden physikalischen und mathematischen Prinzipien sowie Computermodellen verbinden, können wir die Dauer von einer ganzen Reihe von geologischen Prozessen zum ersten Mal erfassen“, erklärt Lee. „Die neue quantitative Technik, die wir entwickelt haben, erlaubt es uns die Dauer von thermischen Störungen in allen Maßstäben zu messen, von kleinräumigen Einschüben geschmolzenen Gesteins in die Kruste wie an Vulkanen bis hin zu großräumigen orogenischen Zyklen.“
Das „kalte-Kruste“-Modell integriert Geochronologie, Mathematik, Physik und grundlegende geologische Prinzipien. „Es erklärt viele zuvor rätselhaften geologischen Beobachtungen und könnte auch für andere Gebirgsbildungsereignisse auf der Erde relevant sein“, so Lee.
(Queens Universität in Ontario, 01.07.2005 – NPO)
