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Rätselhafte Bermudas

Den Urkontinent angebohrt

Von Horst Rademacher
 - 10:12

Der Erdmantel, also jene Schicht im Inneren unseres Planeten, die unterhalb der dünnen Erdkruste bis in 2900 Kilometer Tiefe reicht, ist nicht nur der Ursprung frischen vulkanischen Gesteins. Er ist auch seit Milliarden von Jahren das Grab von Segmenten der Erdkruste, die bei plattentektonischen Prozessen in den Erdmantel eintauchen und dort zu verschwinden scheinen. Einmal im Mantel angekommen, lösen sich diese zum Teil kontinentgroßen Bestandteile aber nicht völlig in einer sonst homogenen Gesteinsschmelze auf. Vielmehr behalten sie einige ihrer individuellen Eigenschaften, die Geowissenschaftler mit geochemischen Verfahren nachweisen können. Auf diese Weise hat eine internationale Forschergruppe um Sarah Mazza von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster im Atlantik unter den Bermudainseln Spuren des Superkontinents Pangäa entdeckt, der mehr als 150 Millionen Jahre lang die Erdoberfläche dominierte, bevor er im Erdinneren verschwand.

Dass der Erdmantel aus verschiedenen Schichten aufgebaut ist, haben Seismologen schon vor Jahrzehnten aus der Analyse von Erdbebenwellen geschlossen. So existieren sowohl in etwa 410 Kilometern als auch in ungefähr und 660 Kilometern Tiefe Schichtgrenzen, an denen seismische Wellen gebrochen oder sogar reflektiert werden. Diese Grenzen definieren die Übergangszone vom oberen zum tiefen Erdmantel. Gleichzeitig haben Geowissenschaftler bei der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von Laven vieler Vulkane entdeckt, dass die Schmelze im Erdmantel keineswegs überall homogen ist. So variieren in den Laven die Mengen an Spurenstoffen und die Verhältnisse von verschiedenen Isotopen. Diese beiden Größen hängen offenbar von der Tiefe ab, aus denen das die Vulkane speisende Magma stammt.

Auf dem Gipfel eines uralten Vulkans

Im Rahmen von plattentektonischen Bewegungen nimmt der Erdmantel aber auch seit Milliarden Jahren große Segmente der Erdkruste auf, die während der Subduktion von der Erdoberfläche in den Mantel gleiten. So verschwinden beispielsweise immer noch große Teile der Erdkruste des Pazifiks unter der Westküste Südamerikas oder unter Japan im Inneren der Erde. Diese Segmente lassen sich anhand chemischer Fingerabdrücke selbst Hunderte von Millionen Jahren nach ihrem Abtauchen noch eindeutig identifizieren.

Die Wissenschaftler um Sarah Mazza haben die isotopische Zusammensetzung von Gesteinsproben aus einem mehr als 800 Meter tiefen Bohrloch untersucht, das bereits im Jahre 1972 in der Nähe des Flughafens auf der Atlantikinsel Bermuda gebohrt wurde. Die erbohrten Gesteine sind fast ausschließlich vulkanischen Ursprungs, denn Bermuda bildet den Gipfel eines 4570 Meter hohen untermeerischen Vulkans, der vor etwa 30 Millionen Jahren entstanden ist. Bei ihren geochemischen Analysen fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Laven unter Bermuda mit Wasser, Kohlendioxid und Spurenelementen angereichert sind und den höchsten Anteil an bestimmten Blei-Isotopen aufweisen, der je unter einer ozeanischen Insel gemessen wurde.

Es zeigte sich, dass diese Laven aus den geschmolzenen Resten eines uralten Kontinents stammten, der vor einigen hundert Millionen Jahren im Erdmantel versunken war. Wie die Forschergruppe in „Nature“ schreibt, könnte es sich dabei um Fragmente der Erdkruste handeln, die vom Superkontinent Pangäa stammten. Sie können entweder schon bei dessen Entstehung im Erdaltertum oder während dessen Auseinanderbrechens vor etwa 175 Millionen Jahren in den Erdmantel subduziert worden sein.

Quelle: F.A.Z.
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