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Puzzle der Vergangenheit

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 18.06.2009 14:01

Die Plattentektonik revolutionierte vor erst 50 Jahren die Vorstellung der Geologen von den Mechanismen der Erde. Auf der Frühjahrskonferenz der Amerikanischen Geophysikalischen Union in Toronto stellten Wissenschaftler jetzt ein Projekt vor, das die tektonischen Bewegungen der Kontinente während der vergangenen drei Milliarden Jahre nachzeichnen will. Die Informationen haben auch Bedeutung für die Suche nach neuen Lagerstätten.

Die Karte von Snider-PellegriniBrasiliens Atlantikküste passt wie ein Puzzlestück an ihr afrikanisches Gegenstück im Golf von Guinea, und das kommt nicht von ungefähr. Beide Kontinente bildeten einmal eine Landmasse, bevor vor rund 100 Millionen Jahren der Atlantik aufzureißen begann. Heute sind beide Erdteile durch Tausende von Kilometern Wasserfläche getrennt und die Distanz wird wachsen, denn die Plattentektonik treibt sie voneinander weg.

Afrika und Südamerika sind nur ein Beispiel dafür, dass auch Kontinente nicht für die Ewigkeit gemacht sind. Die Oberfläche der Erde hat sich seit ihrer Entstehung oft und drastisch geändert. Die heutige relativ gleichmäßige Verteilung der Landmassen scheint da eher die Ausnahme zu sein. „Wir glauben, dass sich Kontinente seit mindestens drei Millionen Jahren über die Erdoberfläche bewegen“, erklärt der kanadische Geologe Richard Ernst, „dass sie sich zusammenlagern, wieder trennen und in immer neuen Umrissen auftreten.“

PangäaIn dieser Allgemeinheit werden ihm seine Kollegen zustimmen, allerdings hebt der Streit an, sobald man das Verhalten der Kontinente in der Vergangenheit rekonstruieren will. „Unser Verständnis über die Geschehnisse, die älter sind als 300 Millionen Jahre, ist immer noch sehr begrenzt“, räumt Wouter Blecker vom Kanadischen Geologischen Dienst ein. So kennen wir die Bewegungen unserer heutigen Kontinente sehr gut, seit der Riesenkontinent Pangäa vor rund 150 Millionen Jahren begann auseinanderzubrechen. Von der Bildung von Pangäa selbst vor 250 Millionen Jahren können wir uns noch ein ausreichendes Bild machen, doch für die Zeit davor gibt es eine Vielzahl von Vermutungen und Hypothesen.

Sicher ist wohl nur, dass sich mehrfach in der Erdgeschichte alle Landmassen zu einem einzigen Riesenkontinent zusammenlagerten, die Vorgänger von Pangäa werden Rodinia, Columbia oder Ur genannt und reichen bis ins Archaikum zurück. Daneben gab es weitere Großkontinente wie Gondwana oder Laurussia, die in der Größe etwa zwischen den Riesenkontinenten und unseren heutigen Erdteilen lagen. Blecker und Ernst sind die Leiter eines geradezu weltumspannenden Geologie-Projektes, das ein wenig Licht in das Dunkel der früheren Plattenbewegungen bringen soll. „Wir haben eine Technik entwickelt“, so Wouter Blecker, „mit der wir den Ursprung und die ,Verwandtschaftsverhältnisse‘ von jedem einzelnen Stück der Kontinente nachvollziehen können.“


Ein uralter Kontinentkern bildet den Norden Westaustraliens.Denn die so massiven Kontinente sind nur wenig mehr als Puzzle aus verschiedenen Kernen, und auch die haben im Lauf der Erdgeschichte ihre Positionen und Nachbarn oft gewechselt. „Kanada besteht beispielsweise aus sechs oder sieben Kontinentkernen“, erklärt Richard Ernst, „Westeuropa aus mindestens drei, die im Laufe von über einer Milliarde Jahren zu verschiedenen Zeiten zusammenfanden.“ Ebenso gut können diese Zusammenlagerungen wieder auseinanderreißen. Ein aktuelles Beispiel für so eine zerbrechende Partnerschaft bietet zum Beispiel Afrika, wo sich der ostafrikanische Graben immer stärker vertieft, so dass sich in einigen Millionen Jahren der östliche Zipfel des Kontinents vom Rest trennen wird.


Das von Blecker und Ernst geführte Projekt will jetzt so etwas wie eine Bestandsaufnahme der rund 50 bekannten Kontinentkerne oder Kratone machen. Dafür untersuchen die Geologen die Überreste von Flutbasalten. Diese Fluten aus flüssigem Gestein treten in der Regel dann auf, wenn Kontinente auseinanderreißen, und dauern maximal wenige Millionen Jahre lang. Damit sind sie hervorragend geeignet, inzwischen weit verstreute Bestandteile eines alten Kontinents zusammenzuführen, vorausgesetzt, man kann sie genau genug datieren. Und das ist inzwischen möglich. „Wir versuchen, kurze geologische Ereignisse über die heutigen Kontinente hinweg miteinander in Beziehung zu setzen“, erklärt Michael Hamilton, Geochemiker an der Universität Toronto. Das gelingt mit Hilfe der Uran-Blei-Datierung und dem Mineral Baddeleyit, einem seltenen Bestandteil vulkanischen Magmas, in dem auch Uran und Blei vorkommen. Erst in jüngster Zeit konnte die Datierung so verfeinert werden, dass die Messungen präzise genug sind. „Wir müssen die Ereignisse von einem Kraton zum nächsten auf weniger als eine Million Jahre genau korrelieren“, so Hamilton.


Rift Valley in TansaniaDie Analysen sind aufwendig und daher teuer, doch die Wissenschaftler haben auch die Industrie mit im Boot. Denn die erhofft sich Informationen über eventuelle neue Lagerstätten. Einige Ergebnisse haben die Forscher bereits erzielt. So stellte sich heraus, dass der ostkanadische Kontinentkern vor 2,7 Milliarden Jahren Nachbar des Simbabwe-Kratons und wahrscheinlich auch des ostaustralischen Kontinentkerns war. Im Simbabwe-Teil des uralten Kontinents befindet sich die ergiebigste Nickellagerstätte des südafrikanischen Landes, im kanadischen Teil hätte man daher einen Grund mehr, danach zu suchen. Ein anderes Beispiel sind die Diamantenvorkommen in der kanadischen Sklavenprovinz und im russischen Sibirien, die beide vor 2,5 Milliarden Jahren benachbart waren. „Mit solchen Informationen könnten wir das Diamantenpotential großer Regionen besser verstehen“, so Richard Ernst. Sogar die Ölindustrie interessiert sich für die alten Kontinente, denn so kann sie gezielter nach vor allem alten Ölvorkommen suchen.

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