Neues Modell zeigt Entstehung und Entwicklung von Gesteinsfaltungen Sattel markiert Naht in geologischen Faltengürteln - scinexx | Das Wissensmagazin
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Neues Modell zeigt Entstehung und Entwicklung von Gesteinsfaltungen

Sattel markiert Naht in geologischen Faltengürteln

Gefaltete Felsformation in Agios Pavlos auf Kreta. © Dieter Mueller / CC-by-sa 3.0

Nahezu alle Hochgebirge basieren auf geologischen Faltungen – Stellen, an denen das Gestein durch die Kollision von Erdplatten aufgewölbt und dann zu Falten umgeformt wurde. Wie aus solchen einzelnen Falten ganze Faltengürtel entstehen, hat jetzt ein deutsch-schweizerisches Forscherteam untersucht. Ihr Modell zeigt unter anderem, dass ein Sattel meist den Übergang zwischen zwei ursprünglich getrennten Falten markiert. Über ihr Modell berichte sie im Fachmagazin „Geology“.

Geologische Falten entstehen dort, wo sich Gesteinsschichten krümmen und übereinanderlegen. Sie kommen sowohl bei Sedimentgesteinen vor als auch bei nachträglich veränderten metamorphen Gesteinen. „Gesteinsfalten variieren in ihrer Größe von mikroskopischen Strukturen bis zum Maßstab von Bergen, wo sie ganze Gebirge in Form von länglich gezogenen Faltengürtel bilden“, erklärt Bernhard Grasemann, Leiter des Departments für Geodynamik und Sedimentologie an der Universität Wien. Diese Faltengürtel sind meist an tektonischen Plattengrenzen entstanden, an denen zwei Kontinente kollidierten und dabei die Erdkrustenschichten aufwölbten. Geologische Falten sind daher Bestandteil der meisten Hochgebirge, wie beispielsweise den Alpen, dem Zagros-Gebirge im Irak oder dem Himalaya.

Sattel zeigt neu entstandene Faltenverbindung an

Obwohl die Gesteinsdeformation durch Verfaltung in zweidimensionalen Profilen seit Jahrzehnten Gegenstand geologischer Untersuchungen ist, haben sich bisher kaum Studien mit dem dreidimensionalen Wachstum von Falten beschäftigt. Grasemann und sein Schweizer Fachkollege Stefan Schmalholz zeigen nun anhand von dreidimensionalen Computermodellen und natürlichen Beispielen aus dem Zagros-Gebirge, wie sich Falten während der Verkürzung der Gesteinsschichten zu großen, länglich gezogenen Faltengürtel entwickeln können.

Dreidimensionales Computermodell der Gesteinsfalten. © Universität Wien

„Am Beginn der Verkürzung entstehen isolierte Falten, die sich bei weiterer Verkürzung geradlinig oder schräg mit anderen Falten verbinden können“, fasst Grasemann die Ergebnisse zusammen. Dabei verbinden sich die Falten über sogenannte Sattelflächen – als Sattelfläche wird in der Geometrie eine Fläche bezeichnet, die in den beiden Hauptrichtungen entgegengesetzt gekrümmt ist, wie etwa ein Pferdesattel. „Das ist deshalb bedeutend, weil man durch Erkennen dieser Positionen ursprünglich getrennte Faltensegmente identifizieren kann“, erklärt der Geologe. „Ist der Abstand zwischen zwei seitlich wachsenden Falten zu groß, dann verbinden sich die Falten nicht.“

Wichtig auch für die Suche nach Rohstoffen

Weil Faltengürtel etwa 15 Prozent der weltweiten Kohlenwasserstoffreserven, unter anderem fossile Brennstoffe wie Erdöl und Erdgas, beheimaten, sind sie auch von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Die neuen Erkenntnisse sind auch dabei von großer Relevanz: „Die Faltenverbindungen ermöglichen das Migrieren von Kohlenwasserstoffen von einer Falte in das seitlich anschließende Faltensegment. Dadurch lässt sich die mögliche Ausbreitung von Kohlenwasserstoffen vorhersagen“, erklärt Grasemann. (doi: 10.1130/G33613.1)

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(Geology, 18.12.2012 – NPO)

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