Wie die Teile eines gigantischen Puzzles sind die Kontinente der Erde zerbrochen, auseinandergewandert und wieder verschmolzen – viele Male während der Erdgeschichte. Aber bis heute sind die grundlegenden Mechanismen hinter dieser Plattenbewegung nur in Teilen verstanden. Eine neue Studie bringt nun neue Belege dafür, dass große Brüche in den Erdplatten meist entlang von alten „Sollbruchstellen“ geschahen – dort, wo früher einmal ein kleineres Landstück mit der Hauptplatte verschmolzen ist.
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Die als Titelgeschichte der Fachzeitschrift Geology veröffentliche Studie ist die erste, die eine schlüssige Erklärung für die Brechungsmuster der kontinentalen Platten der Erde liefert. Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung von J. Brendan Murphy von der kanadischen St. Francis Xavier Universität und Damian Nance, Professor für Geowissenschaften an der Ohio Universität nutzte die Bildung eines Ozeans vor 500 Millionen Jahren um das Prinzip zu demonstrieren.
“Wir fragten uns: ‘Warum öffnen sich Ozeane gerade dort und warum bricht ein Kontinent genau da, wo er es tut?“, erklärt Nance. Während der Geschichte der Erde hat es sechs größere kontinentale Verschmelzungs- und Bruchereignisse gegeben, die jeweils rund 500 Millionen Jahre auseinander lagen. Im Moment befindet sich die Erde wieder in einem Zyklus des Aufbrechens und Auseinanderwanderns, so Nance: der Atlantik und der Indische Ozean weiten sich auf.
Theorie erstmals belegt
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Kontinente manchmal entlang von bereits existierenden Schwächezonen brechen, die während vorangegangener Plattenkollisionen entstanden sind. Lange schon hatten Geologen den Verdacht, dass die Bruchstellen dort gebildet werden, wo früher Landteile sich an größere Landmassen angelagert haben, aber erst jetzt konnte diese Theorie durch das internationale Forscherteam bewiesen werden.
Vor rund 650 Millionen Jahren bildeten Nordamerika, Südamerika und Afrika eine einzige Landmasse, den Urkontinent Gondwana. Daneben gab es nahebei einige kleinere Landstücke auf benachbarten Kontinentalplatten. Mit der Zeit kollidierten diese Inseln mit Gondwana und verschmolzen mit ihr.
“Geochemischer Fingerabdruck” belegt Bruch in Schwächezone
Vor 525 Millionen Jahren endete jedoch diese Phase der Akkretion und Gondwana zerbrach. Nord- und Südamerika wanderten in die eine Richtung, Afrika mit den kleineren Inselstücken in die andere. Zwischen beiden öffnete sich das Meer Iapetus. Nur 25 Millionen Jahre später änderte sich das Bild jedoch erneut und die kleineren Inseln, die von Afrika und Südamerika abgespalten waren, wanderten in Richtung Nordamerika und schlossen das dazwischen liegende Iapetus-Meer wieder, stattdessen öffnete sich hinter ihnen der so genannte Rheic-Ozean.
Genau diese beiden Brüche haben die Wissenschaftler jetzt genauer untersucht, denn sie ereigneten sich entlang einer Schwächezone, dem Bereich, an dem die kleinen Inseln sich ursprünglich an Gondwanan angelagert hatten. Mithilfe eines „geochemischen Fingerabdrucks“ in Form des radioaktiven Elements Samarium und seiner Zerfallsprodukte datierten die Wissenschaftler das Alter der Gesteine in der Bruchzone und konnten feststellen, dass diese zu einer Zeit entstanden sein mussten, als das Gestein im Ozean lag, weit entfernt von den großen Kontinentalmassen. Für die Forscher der Beweis, dass der Bruch nicht durch kontinentales Gestein ging, sondern genau dort eintrat, wo früher die Grenzen der Inselplatten gewesen sein mussten – n den alten Verschmelzungsnähten mit Gondwana.
(Ohio University, 24.05.2006 – NPO)
