Eine neue Untersuchung von Milliarden Jahre altem Gestein liefert neue Einblicke darin, wie sich die Plattentektonik der Erde im Laufe ihrer 4,56 Milliarden Jahre alten Geschichte entwickelte. Die Plattentektonik beschreibt die Bewegung großer Regionen der Erdkruste.
Ein Bericht über die Ergebnisse wurde am 7. August 2019 im Journal Nature veröffentlicht und offenbart, dass sich die Plattentektonik im Laufe der letzten 2,5 Milliarden Jahre entwickelte. Das steht im Gegensatz zu früheren Studien, die besagten, dass die Plattentektonik viel älter ist und während der gesamten Erdgeschichte aktiv war, oder dass sie viel jünger ist und erst vor rund 700 Millionen Jahren begann. Diese neue Zeitlinie wird die Forschungsmodelle beeinflussen, welche beschreiben, wie sich die Erde im Verlauf der Zeit verändert hat.
„Einer der besten Wege, um zu verstehen, wie sich die Erde zu dem Planeten entwickelte, den wir kennen, ist die Plattentektonik“, sagte Robert Holder, ein Postdoktorand am Department of Earth and Planetary Sciences an der Johns Hopkins University und Erstautor der Studie.
Die Plattentektonik steuert, wie die Kontinente auseinanderdriften und wieder zusammenkommen. Das hilft dabei zu erklären, wo Vulkane und Erdbeben auftreten, Erosionszyklen und die Meereszirkulation vorherzusagen, und gibt Hinweise darauf, wie sich das Leben auf der Erde entwickelte.
In der Absicht, das Rätsel um die Entstehungsweise und den -zeitpunkt der Plattentektonik auf der Erde zu lösen, untersuchten Holder und das Forschungsteam eine globale Sammlung metamorpher Gesteine, die sich im Lauf der letzten drei Milliarden Jahre an 564 Orten bildeten. Metamorphe Gesteine sind Gesteine, die sich durch den Subduktions- und Aufheizungsprozess tief in der Erdkruste in einen neuen Gesteinstyp umgewandelt haben.
Wissenschaftler können die Tiefe und die Temperaturen messen, bei denen metamorphe Gesteine entstehen, und daraus den Wärmefluss an verschiedenen Orten in der Erdkruste ermitteln. Weil die Plattentektonik den Wärmefluss stark beeinflusst, können alte, metamorphe Gesteine herangezogen werden, um die Plattentektonik in der Vergangenheit des Planeten zu untersuchen.
Das Forschungsteam fügte Daten über die Temperaturen und Tiefen zusammen, wo sich die metamorphen Gesteine bildeten, und werteten aus, ob sich diese Bedingungen über geologische Zeiträume hinweg systematisch verändert haben. Anhand dieser Analyse stellte das Team fest, dass die Plattentektonik, so wie wir sie heute beobachten, sich langsam im Laufe der letzten 2,5 Milliarden Jahre entwickelte.
„Das Rahmenwerk für den Großteil unseres Wissens über die Welt und ihre geologischen Prozesse stützt sich auf die Plattentektonik“, sagte Holder. „Zu wissen, wann die Plattentektonik begann und wie sie sich veränderte, beeinflusst dieses Rahmenwerk.“
„Klarheit darüber, wann die Plattentektonik begann und ob sie in der Vergangenheit der Erde anders war, kann Forschern helfen besser zu verstehen, warum wir bestimmte Gesteine und Minerale dort finden, wo wir sie finden und wie sie entstanden“, ergänzte er.
(THK)
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