31. Mai 2012
Verantwortlich: Dr. Patrick Honecker
Neue Erkenntnisse zur Entstehung der Kontinente
Wissenschaftlergruppe unter Mitwirkung der Universitäten Köln und Bonn veröffentlicht Artikel über das Einsetzen der Plattentektonik in Nature
Die Plattentektonik der Erde begann vor rund 3,2 Milliarden Jahren. Das konnte nun ein internationales Forscherteam um den dänischen Wissenschaftler Dr. Tomas Næraa feststellen. Beteiligt an den Untersuchungen war der Geologe Dr. Elis Hoffmann von der Universität zu Köln und der Universität Bonn. Anhand der Hafnium- und Sauerstoffisotope des Zirkons in sehr altem Gestein aus Westgrönland konnten die Geologen den Beginn der Kontinentaldrift datieren. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Wissenschaftler in einem Artikel (Hafnium isotope evidence for a transition in the dynamics of continental growth 3.2 Gyr ago), der am 31.05.2012 in der renommierten Fachzeitschrift Nature erscheint.
„Wir gehen davon aus, dass das Abtauchen von ozeanischen Platten vor ungefähr 3,2 Milliarden Jahren angefangen hat“, sagt Hoffmann. „Zu dieser Zeit entwickelten sich die ersten stabilen Kontinente, wie wir sie heute vorfinden.“ Als Beleg für ihre Studie diente den Wissenschaftlern 2,8 bis 3,8 Milliarden Jahre altes Kontinentgestein, das sie in Westgrönland fanden. Sie untersuchten die Hafnium- und Sauerstoffisotope des Minerals Zirkon. Zirkon ist das älteste bekannte Mineral der Erde und typisch für die Erdkruste. Einen Großteil der Gesteinsproben hat Hoffmann schon im Rahmen seiner Doktorarbeit gesammelt und bearbeitet. Anhand der Hafnium- und Sauerstoffisotope des Zirkons konnten die Geologen ableiten, welche Prozesse vor Milliarden von Jahren auf der Erde stattgefunden haben.
Die tektonischen Platten haben entweder eine ozeanische oder eine kontinentale Kruste. Weil die kontinentale Kruste viel leichter als der unterliegende Erdmantel ist, versinken in der Regel nur ozeanische Platten. Dabei wird aber auch Material mit in den Erdmantel hinuntergezogen, das zuvor auf den Kontinenten abgetragen wurde und in die Ozeanbecken gelangte. Dieses kontinentale Material entwässert, schmilzt auf und imprägniert den Erdmantel mit charakteristischen chemischen Bestandteilen. Durch einen komplizierten Zyklus von wiederholtem Aufschmelzen, den Geologen als Recycling bezeichnen, wird aus dem Mantelgestein schließlich wieder kontinentale Kruste gewonnen. Hoffmann und seine Kollegen suchten in frühen kontinentalen Gesteinen nach Hinweisen auf eine Abstammung von Mantelgestein, dass schon auf die oben beschriebene Art imprägniert war.
Sie kamen bei der Analyse der Sauerstoffisotopie der Zirkonminerale aus der alten kontinentalen Kruste zu dem Ergebnis, dass in der Zeit vor 3,2 Milliarden Jahren noch kein solches Recycling in den Erdmantel stattfand. Anhand der Hafniumisotopie der Zirkone konnten sie zudem zeigen, dass eine verdickte ozeanische Kruste im Zeitraum von ca. 3,9 bis 3,2 Milliarden Jahren die Erdoberfläche bedeckte, zum Teil aufschmolz und so die ersten Kontinente bildete. Schließlich stellten die Forscher in der Hafnium- und Sauerstoffisotopie der Zirkonminerale vor 3,2 Milliarden Jahren Änderungen fest, die als Beginn der modernen Plattentektonik zu deuten sind. Die Voraussetzungen für das Einsetzen der Plattentektonik war damals vermutlich die zunehmende Abkühlung des Inneren unseres Planeten.
Bei Rückfragen:
Dr. Elis Hoffmann, Telefon 0221-470-3193
E-mail: hoffmaj1(at)uni-koeln.de
Internet:
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