Neue Studie Beschreibt, Wie Sich Die Erdoberfläche Bewegt

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Studie erläutert die heutige landschaft des westlichen nordamerikas.

Die Erdoberfläche marschiert sozusagen im Takt ihrer eigenen Trommel, eine neue Studie darüber, wie sich die felsigen Platten der Erde auf einem Fluss bewegen, der auf einem trüben Fluss liegt.

Die Ergebnisse der Studie könnten die traditionellen Vorstellungen von der Theorie der Plattentektonik aufrütteln.

Dieses neue Denken erklärt, wenn es hält, ein langjähriges Mysterium darüber, wie sich die Kruste des Planeten im Laufe der Zeit bewegt und zusammenstößt, Vulkane und Erdbeben verursacht und die Erdoberfläche umformt. Außerdem könnte die Idee erklären, warum sich einige der felsigen Platten, die die Erdoberfläche ausmachen, schneller bewegen als andere.

Bewegungen des Mantels

Wissenschaftler haben lange gedacht, dass der langsame Schlamm des sengenden geschmolzenen Gesteins unter der Erdoberfläche, einer Region, die als Mantel bezeichnet wird, die Bewegungen der riesigen Felsplatten, aus denen die Kruste besteht, antreibt. Wenn der oozyte Mantel unten aufsteigt, trägt er die Platten mit, prallt sie an einigen Stellen ineinander und zerrt sie in anderen Regionen.

Aber die Wissenschaftler konnten nicht erklären, warum sich einige Krustenstücke viel schneller bewegen als andere.

Eine neue Studie legt nahe, dass diese tektonischen Platten ihre eigene Geschwindigkeit stärker steuern als der Mantel. Die Ergebnisse, die in der Ausgabe der Zeitschrift Science vom 16. Juli detailliert beschrieben wurden, geben eine neue Erklärung dafür, warum einige Platten relativ schnell langsam und andere langsam sind, was Wissenschaftlern dabei helfen wird, die Entstehung der Erdoberfläche in ihre heutige Formation zusammenzubringen.

"Die Erdoberfläche ist mit tektonischen Platten bedeckt, die sich pro Jahr um Zentimeter bewegen", sagte Wouter Schellart, Geologe und Studienkoautor der Monash University in Melbourne, Australien. "Diese Platten konvergieren in Tiefseegräben, Plattengrenzen, an denen eine Platte in sogenannten Subduktionszonen unterhalb der anderen sinkt. Die Geschwindigkeiten dieser Platten und die Geschwindigkeiten der Grenzen zwischen diesen Platten variieren auf der Erde erheblich."

Platte ziehen

Ein Penny sinkt durch ein Gefäß mit Honig, so wie eine tektonische Platte in einer Subduktionszone in den Mantel sinkt, sagte der Geophysiker und Co-Autor Dave Stegman von der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, Kalifornien.

Stegman, Schellart und ihre Kollegen verwendeten Beobachtungsdaten und Computermodelle, um eine neue Formel zu entwickeln, in der beschrieben wird, wie die Geschwindigkeiten der Erdplatten von der Größe und den Kanten der Subduktionszonen abhängen.

"Die Computermodelle zeigen, dass der subduzierte Teil einer tektonischen Platte an dem Teil der Platte zieht, der auf der Erdoberfläche bleibt", sagte Stegman. "Dieses Ziehen führt entweder zu der Bewegung der Platte oder der Bewegung der Plattengrenze, wobei die Größe der Subduktionszone bestimmt, wie viel von jeder der beiden."

Der Geodynamiker Kevin Furlong von der Pennsylvania State University, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagte, die Studie sei ein "wichtiger Fortschritt" und verdeutlicht, wie sich Plattengrenzen weiterentwickeln, und gibt Einzelheiten dazu, wie Subduktion funktioniert.

Die Entdeckung erklärt, warum sich die Platten aus Australien, Nazca und Pazifik bis zu viermal schneller bewegen als die kleineren Platten aus Afrika, Eurasien und Juan de Fuca.

Nordamerika erklären

Die Studie erklärt auch, warum das westliche Nordamerika so aussieht, wie es heute aussieht. Ungefähr zu der Zeit, als der Superkontinent Pangaea auseinander brach, versank eine tektonische Platte namens Farallon Plate unterhalb der Westküste Nord- und Südamerikas in den Mantel und änderte dabei langsam die Landschaft.

"Diese Platte verlangsamte sich während der Bewegung nach Osten von etwa 4 Zoll (10 Zentimeter) pro Jahr vor etwa 50 Millionen Jahren auf derzeit nur noch 0,8 cm (2 cm) pro Jahr", sagte Schellart.

Die Platte verlangsamte sich, weil die Subduktionszone, in der sie versank, von 14.000 Kilometern Breite auf 1.400 Kilometer schrumpfte.

"Dies hatte dramatische Auswirkungen auf die Topographie und die Struktur des nordamerikanischen Kontinents", sagte Schellart. "Bis vor 50 Millionen Jahren war die Westküste Nordamerikas durch eine gewaltige Gebirgskette gekennzeichnet, ähnlich wie die heutigen Anden in Südamerika. Sie führte von Kanada im Norden nach Südmexiko im Süden."

Als die Subduktionszone kleiner wurde, nahm der Stress entlang der Westküste Nordamerikas ab, wodurch die riesige Bergkette zerstört wurde. So entstand in der Provinz Basin and Range ein Gebiet von zwei Millionen Quadratkilometern langgestreckter Becken und Grate, das die heutige westliche Landschaft Nordamerikas prägt.

Wie bei jeder neuen Studie ist jedoch mehr Arbeit erforderlich. Furlong sagte, die neuen Ideen über die Veränderungen in der westlichen Landschaft Nordamerikas seien interessant und überprüfbar, aber zu diesem Zeitpunkt reiche das Modell nicht aus, um viele andere Ereignisse in dieser Region zu dieser Zeit zu erklären.

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