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Geophysik: Aus dem All unter die Kruste gespäht

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Mit Hilfe des Goce-Satelliten gelang Geowissenschaftlern ein tiefer Blick aus dem All in den Aufbau der Erde: Sie vermaßen den Verlauf der so genannten Moho-Diskontinuität. Diese nach ihrem Entdecker, dem kroatischen Geophysiker Andrija Mohorovičić, benannte Grenze trennt die Erdkruste vom darunterliegenden Erdmantel und zeichnet sich durch einen abrupten Wechsel der Gesteinsdichte aus: Die Kruste hat eine geringere Dichte als der Mantel, so dass ihr Verlauf früher über die unterschiedlichen Geschwindigkeiten von Erdbebenwellen ermittelt wurde.

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Karte der Moho-Diskontinuität | In nie gekannter Detailtreue hat der Goce-Satellit der ESA die Grenze zwischen Kruste und Mantel erfasst: Je tiefer sie verläuft, desto dunkler ist der Rotton. Prinzipiell liegt sie unter Kontinenten tiefer als unter den Ozeanen.

Die ESA-Sonde Goce hat nun das bislang schärfste Bild dieser Grenze ermittelt, indem sie selbst noch feinste Unterschiede im Schwerefeld der Erde aufspürt und abbildet. Die neue Karte zeigt deshalb in noch nicht gekannter Genauigkeit, in welcher Tiefe die Diskontinuität verläuft – unter kompakten großen Gebirgsstöcken wie dem Himalaja liegt sie beispielsweise deutlich tiefer als unter den Ozeanen: Ihre Entfernung von der Oberfläche schwankt regional zwischen 10 und 70 Kilometer.

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Detaillierter Blick auf Südamerika | Verglichen mit früheren Karten (links), die ein grobes Raster aufweisen, sind die neuen Abbildungen bereits sehr hoch aufgelöst. Neben dem Block der Anden, der die Moho-Diskontinuität tief in den Erdmantel drückt, sind auch die Hochländer in Brasilien oder das Hochland von Guyana im Nordosten gut erkennbar.

Mit dieser Fernüberwachung aus dem All können die Geologen nun Lücken auf ihren Karten schließen, die ihnen mit herkömmlichen Mitteln nicht zugänglich waren. Sie hoffen, dass ihnen die neue Karte bislang unbekannte oder nicht entschlüsselte Mechanismen der Plattentektonik enthüllt. Zudem könnte sie für die Suche nach Rohstoffen wie Öl und Gas hilfreich sein, da sich damit typische Strukturen der Lagerstätten aufspüren lassen. Bohrungen, die direkt zur Moho-Diskontinuität vordringen sollten, scheiterten bislang an den Kosten und technischen Schwierigkeiten, denn derartige Arbeiten müssten im Ozean stattfinden, weil hier weniger Krustenmaterial zu durchstoßen ist.

Goce umkreist in nur 255 Kilometer Höhe die Erde – tiefer fliegt kein Satellit – und misst dabei die Schwerkraft der Erde durch feinste Abweichungen in der Beschleunigung, die er durch die Erdanziehung erfährt. Da der Mantel dichter und damit schwerer ist als die Kruste, wird der Satellit stärker über dünnen Krusten beschleunigt, was sich in den Daten widerspiegelt.

11. KW 2012

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 11. KW 2012

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