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Samstag, 27.05.2017
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Helium verrät Gletschererosion

Neue Methode ermöglicht erstmals genaue Bestimmung der Rate der glazialen Erosion

Gletscher, Flüsse und wandernde tektonische Platten formten im Laufe von Millionen von Jahren die Berge unseres Planeten. Welche dieser Kräfte dabei wie viel und wie schnell einwirkte, das versuchen Geoforscher seit langem herauszufinden. Mithilfe einer neuen Technik haben jetzt Wissenschaftler erstmals die Rolle der Gletscher genauer definiert und berichten darüber in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Science.
Gletscher in Britsh Columbia

Gletscher in Britsh Columbia

Todd Ehlers, Assistenzprofessor für Geowissenschaften an der Universität von Michigan, forschte in den letzten drei Jahren in einer abgelegenen Region des Küstengebirges von British Columbia. Gemeinsam mit Kollegen vom California Institute of Technology (Caltech) und dem Occidental College dokumentierte er die Raten der glazialen Erosion und die dadurch entstehenden topographischen Veränderungen.

Dabei stützten sich die Forscher auf ein neues geochemisches Verfahren, dass von Ken Farley und David Shuster vom Caltech entwickelt worden war, die so genannte Helium- Helium- Thermochronometrie. „Es ist ein unhandlicher Name, aber es gibt uns neue Möglichkeiten zu messen, mit welcher Rate Gesteine in der Vergangenheit an die Erdoberfläche gelangten“, erklärt Shuster.

Die neue Technik basiert auf drei Fakten: Zum einen, dass die Gesteine an der Oberfläche oft aus dem Untergrund stammen. Zweitens, dass der Untergrund mit zunehmender Tiefe wärmer wird und drittens, dass Helium aus einem erwärmten Gestein schneller entweicht als auch einem kalten. Indem die Forscher die Heliumausgasung aus einem Gestein bestimmen, können sie mithilfe der neuen Methode erschließen, wie schnell sich das Gestein abkühlte, wie tief es begraben war und wie schnell es an die Oberfläche gelangte.


Im Küstengebirge eingesetzt konnten die Wissenschaftler auf diese Weise die Quantität, die Raten und die Intensität der Erosion in einem größeren Tal ermitteln. Sie stellten fest, dass die Gletscher die Landschaft vor rund 1,8 Millionen Jahren radikal veränderten – und dies bis zu sechs Mal schneller als es Flüsse und Erdrutsche vor der Vereisung geschafft hatten. Mehr als zwei Kilometer Gestein schliffen die mächtigen Gletscher der beginnenden Eiszeit von den Bergen ab. Das gesamte Tal wurde so innerhalb von nur 300.000 Jahren aus dem Untergrund herausgeschält.

“Der Gletscher riss eine gewaltige Menge an Material heraus und transportierte sie in den Ozean”, erklärt Farley. „Und zum ersten Mal können wir dies nicht nur anhand eines Einzelereignisses belegen, sondern anhand eines Integrals von Hunderttausenden von Jahren. Das ist der neue Weg, die Rate zu ermitteln, mit der die Gletscher ihre Arbeit tun.“

“Diese Ergebnisse sind aufregend, denn sie dokumentieren eindeutig, dass Gletscher die effizienteste Methode sind, um die Topographie in dieser Größenordnung zu verändern“, erklärt Ehlers. „Sie demonstrieren auch die Nützlichkeit der neuen geochemischen Methode, die auch in anderen Gebirgen zur Ermittlung der Erosionsraten eingesetzt werden kann.“
(University of Michigan, 12.12.2005 - NPO)
 
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