Schmierende Sedimente

Potsdam/College Park (USA) - Vor gut 100 Jahren begründete der deutsche Geowissenschaftler Alfred Wegener die lange stark umstrittene Theorie von der Verschiebung der Kontinente. Der Motor dieser Plattentektonik ist heißes Magma aus dem Erdmantel, das in mittelozeanischen Rücken aufsteigt und dabei die angrenzenden Platten auseinanderschiebt. An den Rändern der Meere tauchen die ozeanischen Platten unter den Kontinenten ab. Nun schlagen zwei Geophysiker in der Fachzeitschrift „Nature“ ein völlig neues Modell zur Erklärung der Kontinentalverschiebung vor. Demnach sollen Erosionsprozesse an der Oberfläche entscheidend für den Beginn und den Fortgang der Plattentektonik gewesen sein. Denn die dabei entstehenden Sedimente könnten als natürliches Schmiermittel in den Subduktionszonen der abtauchenden Platten gedient haben.

„Unsere Hypothese ist kontraintuitiv“, sagt Stephan V. Sobolev vom Geoforschungszentrum in Potsdam, der das neue Modell gemeinsam mit Michael Brown von der University of Maryland in College Park entwickelt hat. Denn auf den ersten Blick scheint es mehr als unwahrscheinlich, dass geologische Prozesse an der Oberfläche maßgeblichen Einfluss auf Vorgänge in der Tiefe der Erde haben könnten. Doch die geodynamischen Modellierungen der beiden Wissenschaftler auf der Basis verfügbarer geologischer und geochemischer Daten legen genau diesen Schluss nahe.

Die aktuelle Datenlage liefert eindeutige Beweise für die Plattentektonik in der Zeit vor 2,5 bis drei Milliarden Jahren. Diese Zeitspanne korreliert mit dem Anstieg der frühen Kontinente über den Meeresspiegel und ersten großen Vergletscherungen. Diese Entwicklungen ermöglichten erst eine großflächige Erosion und lieferten große Mengen an Sedimentmaterial, dass dann als Schmiermittel in einer Subduktionszone dienen konnte. Auch eine zweite Epoche von 700 bis 600 Millionen Jahren stützt laut Sobolev und Brown ihre Schmiermittel-Theorie: Auf großräumige Vergletscherungen folgten damals wiederum enorme Erosionsprozesse. Die dabei entstandenen Mengen an Sedimenten gelangten in die Ozeane und lösten als Schmiermittel eine weitere aktive Phase der Plattentektonik aus.

Die beiden Geowissenschaftler sind sich bewusst, dass ihr Schmiermittel-Modell noch eine Hypothese darstellt und sich weiteren Überprüfungen stellen muss. Sie müsse vollständig quantifiziert werden und weitere Modellierungen seien nötig. Sogar die Einflüsse des Klimas, das einen Faktor für die Erosion an der Oberfläche spielt, sollten dabei berücksichtigt werden. Insgesamt sei die Entwicklung neuer Modelle nötig, die Prozesse an der Oberfläche und tief in der Erde miteinander koppeln. Allerdings ist Sobolev und Brown zu wünschen, dass die Überprüfung ihrer Hypothese schneller geschieht als vor einhundert Jahren. Denn Wegeners Theorie von der Verschiebung der Kontinente aus dem Jahr 1915 wurde erst Jahrzehnte nach seinem Tod 1930 allgemein anerkannt.