Die mögliche Ursache für plötzliche tektonische Plattenbewegungen

Schematische Darstellung einer Subduktionszone, wo eine tektonische Platte unter eine andere gedrückt wird. (U.S. Geological Survey)
Schematische Darstellung einer Subduktionszone, wo eine tektonische Platte unter eine andere gedrückt wird. (U.S. Geological Survey)

Eine von der Yale University geleitete Forschungsarbeit könnte eines der größten Rätsel in der Geologie gelöst haben. Warum bewegen sich tektonische Platten unter der Erdoberfläche manchmal abrupt, obwohl sie sich normalerweise im Verlauf von zig Millionen bis hunderten Millionen Jahren verschieben?

Laut einer neuen Studie, die am 19. Januar 2015 im Journal Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, liegt die Antwort in zwei Dingen: dicken Krustenpfropfen und geschwächten Mineralkörnchen. Wenn diese Effekte zusammenspielen, könnten sie eine Reihe relativ schneller Bewegungen der tektonischen Platten auf der ganzen Welt erklären, von Hawaii bis Osttimor. Natürlich meint der Begriff “schnell” in diesem Fall immer noch Zeitspannen von einer Million Jahren oder länger.

“Was unseren Planeten wahrscheinlich so besonders macht, ist die Tatsache, dass er Plattentektonik besitzt”, sagte der Geophysiker David Bercovici von der Yale University, der leitende Autor der Studie. “Unsere Arbeit hier betrachtet die Entwicklung der Plattentektonik. Wie und warum ändern die Platten mit der Zeit ihre Richtungen?”

In der traditionellen Sichtweise nahmen Wissenschaftler an, dass alle tektonischen Platten von subduzierten Teilstücken gezogen werden. Dies resultiert daraus, dass die kühlere, obere Schicht der irdischen Gesteinsoberfläche schwer wird und langsam in den tieferen Mantel absinkt. Trotzdem kommt dieser Prozess nicht für plötzliche Plattenverschiebungen in Frage. Solche abrupten Bewegungen verlangen, dass sich die Teilstücke von ihren Platten lösen, aber die schnelle Ablösung ist schwer, weil die Teilstücke dafür zu kalt und zu steif sein sollten.

Der Yale-Studie zufolge sind dort zusätzliche Faktoren am Werk. Dicke Kruste von Kontinenten oder ozeanischen Plateaus wird in die Subduktionszone gebracht, verstopft sie und lässt das Teilstück abbrechen. Der Ablösungsprozess wird dann beschleunigt, wenn Mineralkörnchen in dem Teilstück zu schrumpfen beginnen, was eine rasche Schwächung des Teilstücks nach sich zieht.

Die Folge ist, dass sich tektonische Platen abrupt horizontal verschieben oder Kontinente sich plötzlich anheben. “Dies zu verstehen hilft uns zu begreifen, wie sich die tektonischen Platten im Verlauf der Erdgeschichte verändert haben”, sagte Bercovici. “Es ergänzt unser Wissen über die Entwicklung unseres Planeten, sein Klima und seine Biosphäre eingeschlossen.”

Die Co-Autoren der Studie sind Gerald Schubert von der University of California in Los Angeles und Yanick Ricard von der Université de Lyon in Frankreich.

Quelle: http://news.yale.edu/2015/01/19/geophysicists-find-crusty-culprits-behind-sudden-tectonic-plate-movements

(THK)

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