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Erdkruste & Erdmantel im Kampf: Wer ist verantwortlich für die Zerstörung des Superkontinents?

Im Kampf Erdkruste vs. Erdmantel ist die Erstellung eines Modells für Forscher schon eine Herausforderung. (Symbolbild)
Im Kampf Erdkruste vs. Erdmantel ist die Erstellung eines Modells für Forscher schon eine Herausforderung. (Symbolbild)
Foto: iStock/guenterguni
Forscher sind auf ein neues Kräfteverhältnis unserer Erde gestoßen. Der Erdmantel und die -kruste liefern sich einen Kampf, der den Superkontinent zerrissen hat.

Bei der Untersuchung der Plattentektonik haben Wissenschaftler seither Computermodelle der Erde geschaffen, dass die Erdkruste und den Erdmantel als nahtloses System präsentierten. Daraus sollte sich erkennen lassen, wie sie den Superkontinent zerstören konnten. Eine neue virtuelle Erde gab den Forschern nun erstaunliche Erkenntnisse über diesen Prozess, der nicht nur durch die Plattentektonik ausgelöst wird.

Erdkruste vs. Erdmantel: Es harpert an der Umsetzung

Zunächst wurde die tektonische Bewegung der Computer-Erde von geringen Kräften angetrieben. Das machte 60 Prozent der Bewegung aus. Der Rest stammte vom Erdmantel. Denn dieser übernahm eine wichtigere Rolle als die Kontinente zu einem Superkontinent zusammengeschoben wurden. Diese brachen nämlich im Modell auseinander, als flache Kräfte dominierten. In diesem System wurden Erdkruste und -mantel als ein dynamisches Duo betrachtet.

Bisherige Computermodelle imitierten den Erdmantel recht gut, ignorierten aber die Erdkruste. Doch gerade dies wäre interessant. Denn Modelle der Plattentektonik könnten reale Beobachtungen über die Bewegung der Platten vorhersagen. Das heißt bisher war es problematisch, Erdkruste und Erdmantel in einem System zusammenzufügen.

Das Problem stellte die Integration von Konvektion dar. Es ließ sich immer nur ein Faktor im Modell umsetzen. Das neue Computermodell basiert nun aus den bisher fehlenden Informationen.

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Frühere Annahmen lagen falsch

Alte Modelle zeigen eine dünne Krustenschicht auf dem Erdmantel. Das Modell lässt vermuten, dass die Kruste auf dem flüssigen Kern mitgetragen wird. Doch mittlerweile wissen Forscher, dass Erdkruste und Erdmantel Teil desselben Systems sind. Sie sind sogar miteinander verbunden. Nach dieser Erkenntnis stellten sich Wissenschaftler folgende Frage: Sind Kräfte an der Oberfläche oder Kräfte im Erdmantel für die Plattentektonik verantwortlich?

Ein Forscherteam um Nicolas Coltice hält diese Frage für die falsche Herangehensweise. Denn sowohl Erdkruste als auch Erdmantel sind daran beteiligt, da sie miteinander verflochten sind. Daher entstand das neue Computermodell, an dem das Team acht Jahre lang gearbeitet hat. Die Ausführung der Simulation hat allein neun Monate gedauert.

Virtueller Planet so realistisch wie es nur geht

Sie erstellten zunächst eine virtuelle mit realistischen Parametern, dabei musste Folgendes beachtet werden:

  • der Wärmefluss
  • die Größe der tektonischen Platten
  • der Zeitablauf, der für die Bildung und Auflösung der Superkontinente benötigt wird

Trotz allem ist das Computermodell nicht perfekt. Die Gesteinsverformung wird außer Acht gelassen. Dennoch erzeugt das Modell einen realistischen virtuellen Planeten, der Subduktionszonen berücksichtigt und auf Kontinentalverschiebung reagiert und ozeanische Erhöhungen und Gräben besitzt. Das Team zeigt, dass nicht nur Kräfte des Erdmantels dominieren, sondern auch heiße Magmasäulen einen Einfluss haben, sogenannte Mantelfahnen. Trotzdem sollen sie nicht der Hauptgrund für das Auseinanderbrechen des Superkontinents sein.

Wer ist nun verantwortlich für die Plattentektonik?

Der Antrieb sollen Stücke der Erdkruste in Subduktionszonen sein. Sie geraten untereinander und lösen so den Superkontinent auf. Der Einfluss des Erdmantels kommt erst später ins Spiel. Die Forscher wollen nun das Modell mit Beobachtungen aus der realen Welt anreichern. So könnte man Ereignisse von Vulkanen besser einschätzen. Die Entdeckung von magnetischen Feldern im Erdmantel verblüffte Forscher. Zudem gehen einige Wissenschaftler davon aus, dass die Plattentektonik absterben könnte.

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