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News: Wo sind die alten Platten hin?

Tief unter dem Baikalsee treibt inmitten des Erdmantels ein Stück Fels, das früher einmal Bestandteil der Kruste unseres Planeten war. Es ist das älteste Stück verschluckter Lithosphäre, das jemals als solche erkannt wurde. Vor 200 Millionen Jahren, als noch die Dinosaurier die Erde bevölkerten, gehörte es zum Bett eines heute nicht mehr existierenden Meeres.
Wissenschaftler von der University of Michigan und der Utrecht University nutzten das Verfahren der seismo-tomographischen Bildgebung, um die Platte innerhalb eines "Friedhofs" aus Plattenresten im Erdmantel unter dem sibirischen Baikalsee zu identifizieren (Nature, 21. Januar 1999).

"Ursprünglich lagerte dieses Stück Erdkruste auf dem Grund des Mongolisch-Ochotskischen Ozeans, der das heutige Sibirien und die Mongolei voneinander trennte", sagte Rob Van der Voo, Professor für Geologie an der University of Michigan. "Als vor 200 bis 150 Millionen Jahren die sibirische und die mongolische Kontinentalplatte zusammenkamen, wurde dieses Material nach unten gedrückt oder tief in die Erde gezogen. Seitdem sinkt es mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von jährlich einem Zentimeter bis heute immer weiter ab."

Van der Voo zufolge ist die Studie bedeutsam, weil sie beweist, daß verschluckte Steinplatten schließlich den Grund des Erdmantels erreichen. Sie zeigt außerdem, wie die seismische Tomographie wertvolle Daten liefert, die theoretische Modelle über die Vorgänge im Inneren unseres Planeten belegen.

Die Erdkruste besteht aus acht großen Segmente oder Platten sowie ungefähr einem Dutzend kleinerer Platten. Sie alle treiben mit einer Geschwindigkeit von mehreren Zentimetern pro Jahr auf der Oberfläche unseres Planeten. Kontinentalplatten bewegen sich, weil sie von Konvektionsströmen im Erdmantel geschoben und gezogen werden. Dieser liegt direkt unter den Kontinental- und Meeresplatten, welche die dünne Erdkruste bilden. Wenn die Platten zusammenstoßen, wird die eine unter die andere in den Mantel hineingezwängt, und es entsteht das, was Geologen eine Subduktionszone nennen. Verschluckte Platten haben die Tendenz abzusinken, da sie kälter und dichter als das sie umgebende Mantelmaterial sind.

Van der Voo und seine Kollegen wählten für ihre Studie das Gebiet des Baikalsees aus, weil hier eine alte und gut dokumentierte Subduktionszone liegt. Außerdem gibt es in diesem Teil der Welt viele Erdbeben und deshalb ein weitverzweigtes Netz seismischer Überwachungsstationen.

Das Ziel des seismo-tomographischen Verfahrens ist es, dreidimensionale Bilder des Erdinneren zu gewinnen. Dafür nutzen die Seismologen Schallwellen, die durch Erdbeben im Erdinneren hervorgerufen werden. Aus den unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten und Ausbreitungsrichtungen lassen sich Rückschlüsse auf Temperatur, Dichte und Zusammensetzung der im Erdinneren vorliegenden Materialien ziehen. Die Daten aus Tausenden von seismischen Wellen werden mit Großrechnern ausgewertet und zu einem 3-D-Bild vom Innenleben unseres Planeten zusammengefaßt. Die Wissenschaftler hatten nicht erwartet, in einer so großen Tiefe noch derart deutliche Signale zu messen. Die Ursachen dieses deutlichen Bildes sind noch unklar.

Die Tatsache, daß die gefundene Felsplatte immer noch da liegt, wo sie einstmals verschluckt wurde, deutet darauf hin, daß sich die sibirische Platte in den letzten 150 Millionen Jahren kaum bewegt hat. Im Vergleich dazu wandert die nordamerikanische Platte mit der für geologische Verhältnisse beachtlichen Geschwindigkeit von etwa 3,5 Zentimetern pro Jahr auf Asien zu.

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