Subduktion

Mittelmeer: Eine Erdkrustenplatte steht Kopf

von

Das Mittelmeer verfügt über eine vielfältige geologische Entstehungsgeschichte und stellt den verbliebenen Teil des ehemaligen Tethys-Meeres dar, das einst Pangäa umgab. Im Osten des Mittelmeers ist immer noch Erdkruste aus der Tethys-Meerzeit vorhanden, die mit einem Alter von 300 Millionen Jahren zu den ältesten der Welt zählt. Die Entstehung des Mittelmeeres begann mit dem Auseinanderbrechen von Pangäa und ist eng mit der Bildung junger Faltengebirge im heutigen Mittelmeerraum verbunden. Die Kollision der beiden großen Kontinente Afrika und Eurasien führt dazu, dass Afrika unter Eurasien absinkt und subduziert wird. Die aktivsten Subduktionszonen befinden sich im östlichen Mittelmeerraum vor der Türkei und Griechenland sowie im zentralen Mittelmeer vor Sizilien, wo Vulkanausbrüche und Erdbeben auf die geologischen Prozesse im Untergrund hinweisen. Im westlichen Mittelmeer vor Frankreich und Spanien gibt es zwar keine aktiven Vulkane, aber dennoch Erdbeben, wenn auch nicht so viele wie im Osten. Dies war jedoch nicht immer der Fall. Kürzlich haben Forscher festgestellt, dass die Subduktion im Westen des Mittelmeeres früher aktiver war als heute. Dabei entdeckten sie ein Fragment umgekippter Erdkruste, das im Erdmantel steckt und auf dem Kopf steht.

Erdbeben im Erdmantel liefern Hinweise auf kopfstehende Krustenplatte

Das Forscherteam um Meghan S. Miller (Australian National University) und Daoyuan Sun (University of Science and Technology Hefei) untersuchte die Daten tiefer Erdbeben im westlichen Mittelmeer und konzentrierte sich insbesondere auf die Datenanalyse eines Erdbebens mit einer Magnitude von 6,3, das im Jahr 2010 bei Granada stattfand. Das Besondere an diesem Beben war seine Tiefe von mehr als 600 Kilometern, was darauf hindeutet, dass es sich im Erdmantel manifestierte. Dieses Beben war nicht das einzige tiefe Mantelbeben in der Region, denn seit 1954 gab es sechs vergleichbare Beben. Die Wissenschaftler identifizierten schnell eine vertikale seismische Lücke in Tiefen zwischen 150 und 600 Kilometern. Darüber hinaus verhielten sich die von einem dichten seismischen Netzwerk in Spanien und Marokko aufgezeichneten Erdbebenwellen ungewöhnlich und waren teilweise viel zu langsam. Die Signale zeigten zudem im Seismogramm eine Nachschwingung.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Erdbeben von einem Stück subduzierter Ozeankruste der Alboran-Platte ausgehen, das weit in den Erdmantel hinabreicht und sich unter dem Betischen Küstengebirge im Süden Spaniens befindet. Da die Erdbebenwellen teilweise zu langsam waren, vermuteten die Forscher, dass es eine Niedriggeschwindigkeitsschicht gibt, die auf wasserhaltige Gesteine hinweist, wie sie normalerweise nur auf der Oberseite subduzierter Erdkruste vorkommen. Durch Modellrechnungen fanden sie heraus, dass diese Niedriggeschwindigkeitsschicht nun unten liegt. Daher gehen die Forscher davon aus, dass das Stück subduzierter Kruste im Erdmantel umgekippt ist und die Unterseite schräg nach oben zeigt.

Es wird vermutet, dass die umgestürzte Platte ursprünglich nach Norden subduzierte und dann durch Plattenrückzug und Andocken an den iberischen und afrikanischen Kontinentalrändern gebildet wurde. Eine genauere Untersuchung der Plattenstruktur ist entscheidend, um die tektonische Entwicklungsgeschichte der Mittelmeer-Subduktionssysteme besser zu verstehen. (Quelle: GSW)

Atlantischer Feuerring entsteht

von

Studie sieht Hinweise auf Bildung eines Feuerrings aus Subduktionszonen im Atlantik

Die Erde ist ein äußerst dynamischer Planet, dessen Oberfläche im steten Wandel begriffen ist. Meistens verläuft dieser Wandel zu langsam, als dass wir Menschen ihn in unserer kurzen Lebensspanne wahrnehmen könnten. Doch moderne Techniken helfen uns dabei, Modelle der Prozesse zu entwickeln, die für unseren Planeten alltäglich sind und ihn im Laufe von Jahrmillionen verändern. Eines dieser Modelle wurde in einer neuen Studie von portugiesischen Geoforschern der Universität von Lissabon entwickelt. Es hatte den Atlantischen Ozean als Forschungsgegenstand und modellierte die Zukunft des zweitgrößten Ozeans unseres Planeten.

Die Zukunft des Atlantischen Ozeans wird durch dramatische Veränderungen geprägt sein, denn es gibt Hinweise darauf, dass er entlang seiner Ränder einen „Feuerring“ aus Subduktionszonen  formen könnte. Aktuell wächst der Atlantik entlang des divergenten Mittelatlantischen Rückens langsam, während der Pazifik von aktiven Subduktionszonen umgeben ist, an denen Ozeankruste in den Erdmantel abtaucht: ein Prozess bei dem Erdbeben und Vulkanausbrüche entstehen und der Ozean kleiner wird bis er sich ganz geschlossen hat. Doch auch der Atlantik wird irgendwann seinen Expansionszyklus abschließen und an seinen Rändern Subduktionszonen entstehen lassen, die dort bislang selten sind. Die bekanntesten atlantischen Subduktionszonen findet sich in der Karibik (Kleine Antillen) und vor der Südspitze Südamerikas, wo der Scotia Inselbogen liegt.

Die Forscher aus Portugal untersuchten verschiedene Möglichkeiten, wie Subduktionszonen entstehen können, darunter die „Invasion“ einer solchen Zone aus einem benachbarten Meeresbecken. Die beiden bisher bekannten atlantischen Subduktionszonen griffen wahrscheinlich aus dem Pazifik in den Atlantik über. Der Gibraltarbogen, eine Subduktionszone im Mittelmeer, die sich in der Nähe der Meerenge von Gibraltar befindet, könnte eine entscheidende Rolle spielen. Obwohl ihre Aktivität in den letzten Millionen Jahren abgenommen hat, fanden die Forscher Anzeichen, dass der Gibraltarbogen in Zukunft wieder aktiver werden könnte. Dies könnte dazu führen, dass die Subduktionszone in den Atlantik eindringt und sich seitlich ausbreitet.

In etwa 20 Millionen Jahren könnte die Subduktionszone des Gibraltarbogens den Atlantik erreichen und entlang seiner Ostseite wachsen, ähnlich zu den Subduktionszonen im Pazifik. Dies würde dazu führen, dass der Atlantik zu schrumpfen beginnt, da mehr ozeanische Kruste unter die Kontinente taucht, als durch den mittelatlantischen Rücken neu gebildet wird. Diese Veränderung würde auch eine erhöhte vulkanische und seismische Aktivität entlang der Atlantikküsten Europas und Afrikas zur Folge haben, womit sich ein neuer „Feuerring“ bilden würde, der ähnlich dem im Pazifik ist.

Erst gestern schrieb ich in einem Artikel über die Sturtische Eiszeit, während der es vor gut 700 Millionen Jahren zu einer kompletten Vereisung des Planeten kam. Als Grund hierfür wird eine zu geringe vulkanische Tätigkeit angenommen, die durch die Plattentektonik bedingt war. In 20 Millionen Jahren könnte es dann ein Zuviel an vulkanischer Aktivität geben, die sich wiederum in ein global verändertes Klima niederschlagen könnte. Doch ob es bis dahin noch Menschen gibt, die hiervon betroffen wären, wage ich zu bezweifeln. (Quelle: Geology; doi: 10.1130/G51654.1)