Tauziehen der Kontinente –
bis der Strick reißt

Die Entstehungsgeschichte der heutigen Kontinente begann vor Hunderten von Millionen Jahren, als der Urkontinent Pangaea auseinanderbrach. Aus seinen Hauptbruchstücken Gondwana und Laurasia entstanden die aktuellen Kontinente, die sich mit Geschwindigkeiten von 20 – 80 mm pro Jahr bewegen und die heutige Plattentektonik charakterisieren.

Das Auseinanderbrechen von Kontinenten ist immer noch nicht vollständig wissenschaftlich geklärt. Ein neues, im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlichtes Forschungsergebnis zeigt nun, dass die Kontinente sich an den Bruchstellen zunächst langsam dehnen, sich dann aber bei Einsetzen des Zerreißens sehr schnell auseinander bewegen. Dabei kann die Geschwindigkeit bis zu 20-fach schneller sein als in der ersten, langsamen Dehnungsphase.

Abb.: S. Brune/GFZBeschleunigung Südamerikas während der Trennung von Afrika. In wenigen Millionen Jahren steigt die Geschwindigkeit des Kontinents von 7 auf 40mm pro Jahr.

Wobei die Zeiten und Geschwindigkeiten geologisch zu verstehen sind: Wir reden hier von Millionen von Jahren und von Zentimetern pro Jahr. So trennte sich Südamerika von Afrika über einen Zeitraum von rund 40 000 000 Jahren. Der Trennungsprozess, von den Geowissenschaftlern ›Rifting‹ genannt, begann dabei vor rund 150 000 000 Jahren, wobei die beiden tektonischen Plattenteile sich zunächst nur mit 5 – 7 mm pro Jahr auseinander bewegten. Dadurch wurde die Erdkruste gedünnt und es kam zur Bildung eines Beckens. Noch bevor sich die beiden Kontinente trennten, nahm die Dehnungsgeschwindigkeit um das Sechsfache auf rund 40 mm pro Jahr zu. Heute treiben Afrika und Südamerika jährlich mit etwa 35 mm pro Jahr auseinander.

Man muss sich das vorstellen wie einen Seilriss beim Tauziehen, erklärt Dr. Sascha Brune vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ, der Hauptautor der Studie. Das Seil beginnt erst sehr langsam und unmerklich zu reißen, aber der Riss der letzten Seilfasern geht dann sehr plötzlich. Zusammen mit Kollegen von der Universität Sydney hat der GFZ-Wissenschaftler völlig verschiedene Rift-Zonen untersucht und überall an diesen Kontinentbruchstellen festgestellt, dass der Trennungsprozess stets in diesem Zwei-Phasenmodell ablief: Am dramatischsten war das bei der Trennung von Nordamerika und Afrika, so Brune. Vor 240 000 000 Jahren begann das Auseinanderdriften, zunächst ganz langsam mit nur einem Millimeter pro Jahr. Vor 200 000 000 Jahren dann beschleunigte sich dieser Prozess um das 20-fache.

Abb.: S. Brune, G. Schwalbe, S. Riedl, GFZDie Geschwindigkeit von Erdplatten steigt rapide, wenn Kontinente sich teilen. Der Grund ist, dass die Plattengeschwindigkeit von der Stärke der Riftzone abhängt. Diese nimmt während der Dehnung abrupt ab – wie bei einem zerreißenden Seil.

Interessant ist, dass die Beschleunigung des Rifting typischerweise etwa zehn Millionen Jahre vor dem eigentlichen Zerreißen der Kontinente einsetzte, sei es bei der Trennung von Australien und Antarktika, Nordamerika und Grönland, Afrika und Südamerika, im Nordatlantik oder im Südchinesischen Meer. Deswegen sind die neu entstandenen Kontinentränder entscheidend durch beide Geschwindigkeitsphasen geprägt: Zuerst entstanden bei langsamer Dehnung die Schelfregionen, die sich heute in Küstennähe unter dem Meeresspiegel befinden. Die weiter außenliegenden Teile des Kontinentrandes wurden anschließend mit großen Verwerfungen und stärkerem Vulkanismus bei schneller Riftgeschwindigkeit gebildet und finden sich im küstenferneren, tiefen Ozean.

Aus den Ergebnissen der Geoforscher ergeben sich Konsequenzen für die Theorie der Plattentektonik: Die heutigen Bewegungen der tektonischen Platten werden dominiert durch das Abtauchen und die Kollision von Platten und durch die Strömungen des tiefen Erdmantels. Während des Auseinanderbrechens von Kontinenten jedoch kommt es zu Plattenbeschleunigungen, die durch die Schwächung des Kontinents selbst und nicht vorrangig durch Prozesse im tiefen Erdinnern gesteuert werden.

Quelle:  Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ