Kontinentumspannende Effekte

Eine geowissenschaftliche Schlüsselerkenntnis der letzten Jahre ist, dass die Vorgänge entlang der Plattengrenzen einen weit über diese Nahtstellen hinaus reichenden Einfluss haben: Die Prozesse an den nur rund 100 Kilometer breiten Rift- und Subduktionszonen können die Bewegung ganzer Erdplatten mit Dimensionen von mehreren tausend Kilometern kontrollieren.

Tektonische Kettenreaktion

Inzwischen haben Geoforscher einige weitere Beispiele für „tektonische Turbos“ und die weitreichenden Auswirkungen lokaler geologischer Ereignisse identifiziert. So löste ein Mantelplume unter Madagaskar vor rund 105 Millionen Jahren eine tektonische Kettenreaktion aus, durch die eine neue Subduktionszone entstand, die vom Ostrand Afrikas bis zum Südrand Eurasiens reichte. Sie beschleunigte die Drift und Rotation der Afrikanischen Platte und beeinflusste dadurch auch die weitere Entwicklung des Mittelmeeres, wie Forschende im Jahr 2022 feststellten.

Zentrales Werkzeug für die Geowissenschaftler ist bei solchen Studien die computerbasierte Modellierung, mit der geodynamische Prozesse im kleinsten Maßstab von weniger als einem Zentimeter mit großräumigen Prozessen auf mehr als 30.00 Kilometer Ausdehnung verbunden werden können. Mithilfe der numerischen Modelle lassen sich die erhobenen Datensätze und die tieferliegenden geodynamischen Prozesse in einem umfassenden Kontext verstehen.

Schmiermittel der Kontinentdrift

Ein weiterer Faktor, der die Kontinentwanderung beschleunigen kann, sind Sedimente, wie Stephan Sobolev vom Deutschen GeoForschungsZentrum und Michael Brown von der University of Maryland im Jahr 2019 herausfanden. Den Anstoß dafür brachte eine Beobachtung an Subduktionszonen: Je mehr Sediment die Gräben entlang dieser Plattengrenzen enthalten, desto reibungsloser und schneller scheint dort die Plattenbewegung zu verlaufen.

„Wir schließen daraus, dass die kontinentalen Sedimente in den Subduktionsgräben als Schmiermittel wirken und dass die Präsenz dieser Sedimente sogar eine notwendige Voraussetzung für eine stabile Plattentektonik sein könnte“, sagen die Forscher. Tatsächlich hat es im Laufe der Erdgeschichte drei Zeitperioden gegeben, in denen die Kontinentdrift besonders schnell und intensiv erfolgte – und alle drei folgten auf Phasen mit einer starken Erosion, durch die viel Sediment abgelagert wurde.

Quelle für Rohstoffe und Energie

Ein tieferes Verständnis der Geodynamik von Plattengrenzen ist nicht nur von fundamentalem Interesse für die Wissenschaft. Vor allem die Sedimentbecken in auseinanderweichenden Riftzonen haben auch eine wirtschaftliche Bedeutung, denn sie beherbergen einen substanziellen Anteil der weltweiten Kohlenwasserstoff-Vorkommen und der Lagerstätten von Rohstoffen wie Blei, Zink und Phosphor.

Zudem kontrollieren geologische Strukturen, die bei dem Zerbrechen von Kontinenten entstehen, die Fluidzirkulation im Untergrund. Sie bieten damit das Potenzial zur Gewinnung geothermischer Energie an kontinentalen Riftsystemen wie beispielsweise in Ostafrika. Selbst in alten, kleinen Nahtstellen wie dem Oberrheingraben in Deutschland finden sich Reservoire heißen Tiefenwassers, die geothermisch genutzt werden und sich sogar zur Lithiumgewinnung eignen könnten.