Verkehrte Welt: Die Drift der Kontinente beeinflusst das Klima – das ist normal und altbekannt. Doch nun haben Forscher eine umgekehrte Kopplung von Klima und Tektonik entdeckt. Bei dieser beeinflusste der Monsun, wie schnell sich die Erdkruste entlang frischer Nahtstellen absenkte. Dieser zuvor unbekannte Prozess erklärt, wie die ungewöhnlich tiefen Ozeanbecken im Südchinesischen Meer entstanden.
Wenn Kontinente auseinanderbrechen, bilden sich an den Nahtstellen oft Senken in der Erdkruste. Normalerweise sinkt der Untergrund dieser Becken langsam und gleichmäßig ab, bis die Bewegung stoppt. Doch es gibt eine Ausnahme: Die tiefen Meeresbecken im Südchinesischen Meer rund um die Insel Hainan scheinen sich dieser Regel zu widersetzen. Denn hier beschleunigte sich das Absinken mehrere Millionen Jahre nach dem Bruch des Kontinents sogar noch, anstatt sich zu verlangsamen. Dadurch wurden diese Becken besonders tief.
Peter Clift von der Louisiana State University und seine Kollegen haben diese seltsamen Ausnahme-Becken nun näher untersucht. Für ihre Studie analysierten sie Sedimentbohrkerne und werteten geophyskalische Messdaten aus. Auf Basis dieser Daten simulierten sie dann die Vorgänge in einem Modell. Wie sich dabei zeigte, führten drei miteinander verknüpfte Faktoren zum beschleunigten Absinken der Becken.
Dicke Sedimente und weiche Kruste
Der erste Faktor war eine ungewöhnlich hohe Auflast: „Der Schlüssel waren riesige Sedimentfolgen mit mehr als 5.000 Metern Mächtigkeit“, erklärt Ko-Autor Sascha Brune vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ. Die Erdkruste am Nordrand des Südchinesischen Meeres und vor allem unter dem Baiyon-Becken war von kilometerdicken Sedimentschichten überdeckt. Wie große Fächer reichten diese von den Flussmündungen ins Meer. Entstanden sind sie größtenteils vor rund 23 Millionen Jahren.
Nun kam der zweite Faktor ins Spiel: Während andere Meeresbereiche die gewaltige Auflast dieser Sedimente tragen konnten, war die Erdkruste im Südchinesischen Meer extrem weich. Deshalb führte hier das Gewicht der Sedimentmassen dazu, dass das Krustengestein in rund 15.000 Metern Tiefe zur Seite gequetscht wurde. „Die außergewöhnlich weiche Erdkruste der Südchinesischen Meeresränder begann unter der Last der Sedimente zu fließen“, wie Brune erklärt. Als Folge dehnte sich die Kruste und sank besonders schnell ab.
Monsun als Auslöser
Doch woher kam das ganze Sediment? Die Ursache ist der dritte Faktor: das Klima in Südostasien. Denn wie die Forscher feststellten, verstärkte sich dort vor rund 23 Millionen Jahren der Monsun. Dies brachte enorme Regenfälle mit sich, die über den Hochgebirgen Asiens niedergingen. Die erodierende Kraft dieser Niederschläge spülte ungewöhnlich viel Material von den Berghängen in die Flüsse – und dieses wurde als Sediment ins Meer transportiert.
Letztlich war damit der verstärkte Monsun der Auslöser für eine ganze Kette geologischer Prozesse, die letztlich die Ozeanbecken so ungewöhnlich schnell absinken ließ. „Der Klimawandel an Land deformierte so die Erdkruste an der tektonischen Nahtstelle vor der Küste“, sagen die Forscher. „Dieser Mechanismus stellt eine bisher unbekannte Form der klimatisch-tektonischen Kopplung dar.“ (Earth and Planetary Science Letters, 2015; doi: 10.1016/j.epsl.2015.03.032)
(Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, 17.06.2015 – NPO)
