Mittwoch, 24. April 2013

Eisbär und Robbe

Erinnert sich noch jemand an den Hype um Eisbär Knut? Ja, der war, wie fast alle Tierkinder, zu Anfang wirklich knuddelig. So knuddelig, dass einige Menschen schlicht ausblendeten, dass dieses kleine weiße Wollknäuel einmal ein riesiges Raubtier werden sollte. Ich finde es eh bemerkenswert  dass viele menschen die Natur und ihre Bewohner auf nahezu groteske Weise verniedlichen. Daher hier einmal eine Sequenz aus dem Arbeitsleben eines erwachsenen Eisbären...

Dienstag, 23. April 2013

Rostende Ur-Ozeane durch Bakterien

Geomikrobiologen der Universität Tübingen finden Hinweise wie Mikroorganismen die weltgrößten Eisenerzvorräte gebildet haben.
Wissenschaftler der Universität Tübingen können erstmals aufzeigen, wie Mikroorganismen zur Entstehung der weltgrößten Eisenerzvorräte beigetragen haben. Vor allem in Südafrika und Australien gibt es mächtige, Milliarden Jahre alte geologische Formationen, die zum Großteil aus Eisenoxid bestehen, also aus Mineralen wie sie aus der Rostbildung bekannt sind. Diese Eisenerze decken nicht nur einen Großteil des Weltbedarfs an Eisen, die Gesteinsformationen geben auch Hinweise auf die Entwicklung der Atmosphäre und des Klimas sowie der Aktivität von Mikroorganismen in der frühen Erdgeschichte.
Inwiefern Mikroorganismen im Ur-Ozean zur Bildung der Eisenablagerungen beigetragen haben, war bislang unbekannt. Ein internationales Forscherteam aus den USA, Kanada und Deutschland hat dazu nun neue Erkenntnisse in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht. Unter Leitung des Geomikrobiologen Professor Andreas Kappler vom Zentrum für angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen fanden die Wissenschaftler konkrete Hinweise darauf, welche Mikroorganismen an der Bildung der Eisenerze beteiligt waren und woran die verschiedenen mikrobiellen Stoffwechselprozesse an Gesteinen erkennbar sind.
Das Eisen im Ur-Ozean kam als gelöstes, reduziertes zweiwertiges Eisen [Fe(II)] aus heißen Quellen auf dem Ozeanboden. Der Großteil des heutigen Eisenerzes liegt aber als oxidiertes, dreiwertiges Eisen [Fe(III)] in Form von „Rostmineralen“ vor ‒ demnach musste das zweiwertige Eisen zur Ablagerung oxidiert werden. Das klassische Modell zur Entstehung der Eisenformationen beschreibt die chemische Oxidation des zweiwertigen Eisens aus diesen Quellen durch Sauerstoff, der von sogenannten Cyanobakterien („Blaualgen“) produziert wird. Diese Oxidation kann entweder chemisch erfolgen (wie bei der Rostbildung) oder durch Beteiligung sogenannter „mikroaerophiler eisenoxidierender Bakterien“.
Unter Wissenschaftlern wird jedoch diskutiert, wann in der Erdatmosphäre überhaupt ausreichend Sauerstoff durch Cyanobakterien gebildet wurde, um solche Eisenformationen zu bilden. Die ältesten bekannten Eisenerze stammen aus dem Präkambrium und sind bis zu 4 Milliarden Jahre alt (das Erdalter wird auf ca. 4,6 Milliarden Jahre geschätzt) ‒ zu diesem frühen Zeitpunkt der Erdgeschichte war aber nur sehr wenig bis gar kein Sauerstoff vorhanden. Die Bildung der ältesten gebänderten Eisenerze kann also nicht durch Sauerstoff erfolgt sein.
1993 wurden erstmals Bakterien gefunden, die keinen Sauerstoff benötigen und mit Hilfe von Lichtenergie das zweiwertige Eisen oxidieren („anoxygene phototrophe eisenoxidierende Bakterien“). In Studien (2005/2010) zeigte die Arbeitsgruppe um Professor Kappler bereits, dass diese Bakterien gelöstes zweiwertiges Eisen in Eisenoxide (Rost) umwandeln, wie sie in den Eisenerzen enthalten sind. Jetzt konnte das Tübinger Forscherteam nachweisen, dass sich anhand der Identität und strukturellen Eigenschaften von Eisenmineralen feststellen lässt, dass die Eisenformationen mikro-biell durch Eisenoxidierer und nicht durch von Cyanobakterien gebildeten Sauerstoff abgelagert wurden. Die Wissenschaftler setzten hierzu unterschiedliche Mengen an organischem Material zu-sammen mit Eisenmineralen in Goldkapseln hohen Temperaturen und Druck aus, um die Umwandlung der Minerale über die Erdgeschichte hinweg zu simulieren. Dabei entdeckten sie Strukturen von Eisenkarbonatmineralen (Siderit, FeCO3), wie sie tatsächlich in Eisenformationen gefunden wurden. Insbesondere konnten sie Eisenkarbonat-Strukturen unterscheiden, die entweder durch eine eher geringe Menge an organischen Verbindungen (mikrobielle Biomasse) oder mit einer größeren Menge gebildet wurden.
Durch ihre Arbeiten haben die Wissenschaftler nicht nur erstmals eindeutige Hinweise auf eine direkte Beteiligung von Mikroorganismen an der Ablagerung der ältesten Eisenformationen gefunden. Die Ergebnisse geben auch Hinweise darauf, dass in Flachwasserregionen des Ur-Ozeans eher große Mengen an sauerstoffbildenden Bakterien (Cyanobakterien) aktiv waren, während in der lichtdurchdrungenen (photischen) Tiefwasserzone eher eisenoxidierende Bakterien für die Ablagerung der Eisenformationen verantwortlich waren.
Die Forschungsergebnisse wurden von der Fachzeitschrift Nature Communications vorab online veröffentlicht (http://dx.doi.org/ 10.1038/ncomms2770): Koehler, I., Papineau, D., Konhauser, K.O., Kappler, A. (2013) Biological carbon precursor to dianetic siderite spherulites in banded iron formations. Nature Communications, in press.
Myriam Hönig, Antje Karbe HochschulkommunikationEberhard Karls Universität Tübingen
via Informationsdienst Wissenschaft
     

Montag, 22. April 2013

Dienstag, 16. April 2013

Bodenphysik Experimente

Wer ein bisschen Grundwissen in Sachen Bodenphysik hat, der findet auf der Seite der ETH Zürich einige interessante virtuelle Experimente und Filme

http://www.soil-physics.ch/inhalt/index.php

Montag, 15. April 2013

Freitag, 12. April 2013

Screen Grab - Simon's Cat

12. April 1961 - Juri Gagarin und der erste Flug ins All

Einer musste den Anfang machen. Hoffen wir, dass es auch weiter geht:

Donnerstag, 11. April 2013

Dienstag, 9. April 2013

Computertomographie des Erzgebirges: 3D-Seismik für ein geothermisches Projekt


     Geophysiker aus Hannover legen am Montagabend, den 22.4.2013, im Rathaus des Kurortes Bad Schlema erste Karten zur Geothermie im Erzgebirge auf den Tisch - und die sind dreidimensional. Klüfte entlang von Verwerfungszonen in 5-6 km Tiefe mit Temperaturen über 150°C sind das Erkundungsziel der 3D-seismischen Messungen im kristallinen Untergrund des Erzgebirges gewesen.
Im Herbst waren im Raum Schneeberg und Aue die aufwendigen und umfangreichen Messungen im Gelände erfolgreich abgeschlossen worden. Den Winter über liefen die Prozessing-Computer im Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik in Hannover. Die riesigen Datenmengen aus dem Feld wurden unter den kritischen Augen der Wissenschaftler zu ersten 3D-Bildern des tiefen Untergrundes verarbeitet (s. Abbildung). Man wird noch das ganze Jahr 2013 für die weitere Datenbearbeitung benötigen, hat aber schon jetzt Vorzeigbares. Allmählich zeigt sich, ob die Tiefengeothermie ein Leistungsträger für Sachsen werden kann. Die ausgewerteten und sachgerecht interpretierten Ergebnisse der Messungen enthalten die Schlüssel-Information für eine mögliche Tiefbohrung, die für ein geothermisches Kraftwerk genutzt werden könnte. Eine solche Bohrung müsste 5 bis 6 km tief werden und wäre im Erfolgsfall ein Novum, nicht nur für Deutschland.
Die Kristallin-Gesteine stellen für die Seismik eine besondere Herausforderung dar, weil sie sehr komplexe interne Strukturen aufweisen, die sich bislang einer deutlichen und zuverlässigen Abbildung entziehen. Es ist eine spannende Forschungsaufgabe für das Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) in Hannover mit moderner 3D-Seismik hier weitere Fortschritte zu machen. Mit dieser Methode hatte man bereits in Bayern in mehr als 3 km Tiefe große Erdwärme-Reservoire geortet, die inzwischen in zahlreichen Anlagen für Wärme und Strom genutzt werden. Für das Erzgebirge mussten neue, innovative und unkonventionelle Messmethoden sowohl im Feld wie auch bei der Datenbearbeitung angewendet werden. Dabei wurde die Vibroseis-Technik durch ein spezielles sprengseismisches Experiment ergänzt.
„Es ist uns schon wichtig, dass auf diesem Gebiet der Seismik, sowohl in der Messdaten-Aufbereitung wie in der Interpretation, Fortschritte erzielt werden können,“ sagt Projektleiter Dr. Rüdiger Schulz vom LIAG, „die wären dann nicht nur auf Kristallin-Gebiete in Deutschland, z.B. den Bayerischen Wald, den Schwarzwald oder den Spessart, sondern auf viele geologisch ähnliche Gebiete weltweit übertragbar.“
Vorgeschichte:
Der Forschungsverbund Tiefengeothermie Sachsen hatte unter Leitung des Landesamtes für Umwelt, Geologie und Landwirtschaft (LfULG) in einer Studie nachgewiesen, dass das Gebiet um Aue aus geologisch-geothermischer Sicht über die besten Voraussetzungen für die Errichtung eines petrothermalen Tiefengeothermieprojektes in Sachsen verfügt. Daraufhin hat das Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG, Hannover) die Aufgabe übernommen, mögliche Klüfte entlang von Verwerfungs- und Störungszonen im tiefen Untergrund im Raum Schneeberg – Aue – Bad Schlema seismisch zu erkunden. Unter Leitung des LIAG führte die Firma DMT GmbH & Co.KG, Essen, die 3D-seismischen Messungen vom August bis November 2012 durch. Die aufwendige Datenbearbeitung und die Auswertung finden seitdem am LIAG sowie an Partnerinstituten in der Universität Hamburg und in der Bergakademie Freiberg statt. Bei der geologischen Auswertung spielt auch das LfULG eine tragende Rolle. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherung (BMU) gefördert.
Institut:
Das Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik mit Sitz in Hannover, kurz LIAG, ist ein eigenständiges Forschungsinstitut. Es ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft und wird als Einrichtung von überregionaler Bedeutung von Bund und Ländern gemeinsam finanziert. Seine Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter haben die Aufgabe, Strukturen, Zustände und Prozesse im anthropogen beeinflussbaren Untergrund zu untersuchen sowie zur Lösung dieser Fragestellungen neue Gerätesysteme, Messmethoden und Interpretationsverfahren zu entwickeln. In seiner Organisationsstruktur beheimatet das Institut unter anderem die Sektion „Geothermik und Informationssysteme“, sowie den Forschungsschwerpunkt „Geothermische Energie“.
Das Institut schaut auf über 50 Jahre Erfahrung in der Geothermie-Forschung zurück, es ist die Adresse in Deutschland für Geothermie-Kompetenz und Temperaturdaten aus dem tiefen Untergrund. Es betreibt ein öffentlich zugängliches Geothermisches Informationssystem http://www.geotis.de.
Termin:
Öffentliche Abendveranstaltung:
Montag, den 22.04.2013 um 19 Uhr, im Rathaus Bad Schlema.
Die bisherigen Ergebnisse werden vorgestellt:
Görne, S., Leonhardt, D., Fischer, F. (LfULG): Geologie und Tektonik im Raum Schneeberg.
Lüschen, E. (LIAG): Computertomographie des Erzgebirges: 3D-Seismik für ein geothermisches Projekt.
Vorabinformationen für Kommunalvertreter und Presse:
Montag, den 22.04.2013 um 15 Uhr, im Kulturzentrum „Goldne Sonne“, Schneeberg.
Franz Binot ÖffentlichkeitsarbeitLeibniz-Institut für Angewandte Geophysik



Bodennahe Starkwinde und Gewitterfronten sind die Hauptursachen für das Aufwirbeln von Saharastaub


     Wien/Leipzig. Mit Hilfe von Modellrechnungen konnten Wissenschaftler die meteorologischen Schlüsselfaktoren für die sommerlichen Staubemissionen aus der Sahara genauer bestimmen. Etwa 40 Prozent der Staubemissionen stammen von so genannten bodennahen Strahlströmen, etwa 40 Prozent von Schauer- und Gewitterfronten und 20 Prozent von anderen Prozessen, berichteten die Forscher der Universität Leeds, des Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques Paris und des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) auf der Jahrestagung der European Geosciences Union (EGU). In Wien befassen sich gleich mehrere Veranstaltungen mit der Staubquelle Sahara. 
Westafrika ist die größte Quelle für Mineralstaub in der Atmosphäre. Das britisch-deutsch-französische Wissenschaftler-Team hatte daher Daten für einen Zeitraum von vierzig Tagen im Sommer 2006 detailliert unter die Lupe genommen und per Modell nachgerechnet. Die Modellrechnungen bestätigen nun neuere Messungen aus der Zentralsahara. Allerdings können die Atmosphärenmodelle noch nicht den Staub korrekt abbilden, der von Schauer- und Gewitterfronten stammt. „Ungefähr ein Viertel dieser Emissionen geht auf ein neu entdecktes Phänomen zurück, bei dem die gealterte Fronten einen Strahlstrom über der nächtlichen Grundschicht hervorrufen“, berichtet Dr. Bernd Heinold von der Universität Leeds, der diese Untersuchungen inzwischen am TROPOS in Leipzig fortsetzt. „Wir hoffen, dass diese neuen Erkenntnisse dazu beitragen, die Atmosphärenmodelle weiter zu verbessern.“

Neben den vertikalen Luftströmungen, die an den Schauer- und Gewitterfronten entstehen, sind es auch horizontale Luftströmungen wie die so genannten bodennahen Strahlströme (Low-Level Jets), die viel Staub aufwirbeln. Im Gegensatz zum bekannten Jetstream, dessen Luftströmung bei rund 11 Kilometern Höhe von Flugzeugen genutzt wird, sind bodennahe Strahlströme ein regionales Phänomen, dass sich in Höhen von nur 100 bis 500 Metern über Grund abspielt. Sie entstehen durch die starken Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht in wolkenlosen Gebieten wie der Sahara, die eine Bodeninversion in der Nacht hervorrufen. Die Bodenreibung entfällt durch diese Entkopplung größtenteils. Löste sich die Inversion am Morgen dann wieder auf, setzt die Bodenreibung wieder ein und dieser Luftstrom bricht zusammen. Dabei gelangen Teile des Windes zum Erdboden und Staub wird aufgewirbelt. „Die jüngsten Erkenntnisse sind auch ein Beleg dafür, dass tageszeitliche Schwankungen die Auswertung dieser Prozesse per Satellitenaufnahmen erschweren“, so Dr. Kerstin Schepanski, Koautorin der Studie. Die Modellrechnungen ergaben, dass 60 Prozent der Staubemissionen am Vormittag bei klarem Himmel entstehen, aber lediglich 10 Prozent am Nachmittag. Wenn also zu wenige Satellitenaufnahmen pro Tag zur Verfügung stehen, kann es schnell ungewollt zu falschen Schlussfolgerungen kommen.
Pro Jahr gelangen etwa fünf Milliarden Tonnen Staubteilchen oder Aerosolpartikel in die Atmosphäre. Dabei spielen mineralische Partikel wie etwa Saharastaub oder Vulkanasche eine besondere Rolle: Sie machen über die Hälfte der Aerosolmasse in der Troposphäre aus und unterliegen starken Schwankungen durch Wüstenbildung oder Vulkanausbrüchen. Diese Mineralstaubteilchen sind zwar winzig, haben aber große Auswirkungen auf die Erde. Denn sie beeinflussen die Strahlungseigenschaften, den Wasserkreislauf und die Chemie der Atmosphäre. Sie können zudem Bakterien transportieren, die Luftqualität und damit die menschliche Gesundheit genauso negativ beeinflussen wie das Transportwesen oder die Solarstromerzeugung. Oder als Mineraldünger für fruchtbares Land sorgen. Bei zunehmender Wüstenausbreitung in den Trockengebieten wird damit gerechnet, dass die Menge und die Wirkung des Mineralstaubes künftig noch weiter wachsen wird.

Bei Untersuchungen zu Aerosolen, Wolken und deren Auswirkungen auf das Klimasystem der Erde nimmt Leipzig inzwischen weltweit eine herausragende Stellung ein. Bereits 2006 in Marokko und 2008 auf den Kapverden führten die Leipziger Forscher zusammen mit deutschen und internationalen Partnern große Feldkampagnen zur Erforschung dieser Prozesse durch. Die DFG-Forschergruppe SAMUM (Saharan Mineral Dust Experiment) war eines der größten Feldexperimente dieser Art weltweit und legte den Grundstein für eine Reihe weiterer erfolgreicher Kooperationen. Im Juli haben die Universität Leipzig und das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung mit der Leibniz-Graduiertenschule "Aerosole, Wolken, Strahlung: Mineralstaub" eine gemeinsame Doktorandenausbildung gestartet.
Tilo Arnhold
Publikationen:
Bernd Heinold, Peter Knippertz, John H. Marsham, Stephanie Fiedler, Nick S. Dixon, Kerstin Schepanski, Benoit Laurent and Ina Tegen (2013): The Role of Deep Convection and Low-Level Jets for Dust Emission in Summertime West Africa - Estimates from Convection-Permitting Dust Simulations. EGU General Assembly 2013. Vol. 15, EGU2013-10600
http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2013/EGU2013-10600.pdf
Bernd Heinold, Peter Knippertz John H. Marsham (2013): Large Eddy Simulations of Nocturnal Low-Level Jets over Desert Regions and Implications for Dust Emission. EGU General Assembly 2013. Vol. 15, EGU2013-10875
http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2013/EGU2013-10875.pdf
Tilo Arnhold Presse- und ÖffentlichkeitsarbeitLeibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.



Wenn Algen das Riff erobern


     In den Riffen der Tropen konkurrieren Algen und Korallen miteinander um einen geeigneten Lebensraum. Fehlen die Algenfresser unter den Rifftieren, können sich die Algen unkontrolliert verbreiten. Korallenriffökologen des ZMT untersuchten jüngst die Auswirkungen von Überfischung in den Riffen des Roten Meeres.

In den Riffen der Tropen konkurrieren Algen und Korallen miteinander um einen geeigneten Lebensraum. Steinkorallen dominieren in einem gesunden Riff, Algen trifft man dort seltener an. Intensive Küstenfischerei und die Einleitung nährstoffreicher Abwässer ins Meer können jedoch dazu führen, dass sich dieses Verhältnis ändert. Forscher der Arbeitsgruppe Korallenriffökologie des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenökologie (ZMT) untersuchten jüngst die Auswirkungen von Überfischung in den Riffen vor der ägyptischen Küste des Roten Meeres.
Fädige Turfalgen und fleischige Makroalgen siedeln im Riff bevorzugt auf festem Grund wie abgestorbenen Steinkorallen oder Steinen. In Schach gehalten werden sie durch sogenannte Weidegänger: vor allem Fische, wie Papagei-, Doktor- und Kaninchenfische, und Seeigel knabbern die Algen von den Korallen ab. Fehlen diese Algenfresser, können sich die Algen unkontrolliert im Riff verbreiten.
Um Überfischung zu simulieren, stellten der Riffökologe Christian Jessen und seine Kollegen in einem Saumriff des Roten Meeres zwei Arten von Käfigen auf: nach oben offene, die Seeigel, aber keine Fische fernhalten sollten, sowie geschlossene, die alle größeren Weidegänger aussperrten. Nach vier Monaten fanden die Riffforscher in den geschlossenen Käfigen eine Algenmasse, die um ein 17faches höher war als auf frei zugänglichen Vergleichsflächen und auch die Algenmenge in den halboffenen Käfigen um ein Vielfaches übertraf.

Erstmalig beschreibt die Forschungsarbeit quantitativ den Einfluss von verschiedenen Weidegängern im Roten Meer. „Wir fanden in den Käfigen auch zwei Braunalgenarten, die sonst nicht im Riff anzutreffen waren“, berichtet Christian Jessen, „sie könnten sich daher als Indikatoren für Überfischung von Weidegängern eignen, ein Problem, das in den Tropen weit verbreitet ist“.
Wuchernde Algenteppiche sind jedoch für ein Riff lebensbedrohlich. Sie überschatten die Korallen, entziehen dem Wasser Sauerstoff und besetzen freie Flächen im Riff, auf denen sich sonst die Larven der Korallen ansiedeln. Die Forscher vermuten zudem, dass die Algen durch das Ausscheiden von Nebenprodukten ihrer Photosynthese, vor allem Zucker, das Wachstum von bestimmten Bakterienarten ankurbeln. Dadurch gerät eine ausgewogene Lebensgemeinschaft aus dem Gleichgewicht, denn eine Koralle ist ein kleiner Mikrokosmos: im Polypengewebe tummeln sich neben symbiontischen Algen auch Bakterien, Viren und Pilze, die wichtige Stoffwechselfunktionen übernehmen.
Die Saumriffe des Roten Meeres gedeihen unmittelbar vor der Küste und bieten damit einen einfachen Zugang. Fischer haben hier ein leichtes Spiel. In der Tat fanden sich im Sortiment der Fischverkäufer im ägyptischen El Quseir viele Algenfresser wie Meeräschen und Kaninchenfische. „Bevölkerungswachstum und die boomende Tourismusbranche in der Region werden die Nachfrage nach frischem Fisch vermutlich noch steigern“, meint Christian Jessen. Ein veralgtes Riff, wie es an vielen Küsten der Tropen bereits anzutreffen ist, verliert jedoch seinen Artenreichtum und damit seinen ästhetischen und ökonomischen Wert.
Publikation:
Jessen, C., Wild, C. (2013) Herbivory effects on benthic algal composition and growth on a coral reef flat in the Egyptian Red Sea. Marine Ecology Progress Series, 476, pp. 9-21. http://www.int-res.com/abstracts/meps/v476/p9-21/
Dr. Susanne Eickhoff ÖffentlichkeitsarbeitLeibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT)



Gesungene Geometrie - Knorkator: Wie weit ist es bis zum Horizont

Das nenne ich mal einen wirklich gelungenen Liedtext! Gesungene Geometrie


Donnerstag, 4. April 2013

Entstehung der Kordilleren - Nordamerika auf Inselfang


 Die nordamerikanischen Kordilleren bestehen aus Dutzenden von Krustenblöcken bisher unklarer Herkunft. Eine neue Studie erklärt ihre Entstehung - dabei spielt eine bisher unbekannte ozeanische Platte eine wichtige Rolle.
Die nordamerikanischen Kordilleren sind ungewöhnlich breite Gebirgszüge, die sich vom Pazifik bis zu den Rocky Mountains erstrecken und auch die Tafelländer dazwischen umfassen. Das Material für diese Gebirge lieferten Dutzende von Krustenblöcken unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher Herkunft, um die der amerikanische Kontinent im Verlauf der letzten 200 Millionen Jahre erweitert wurde. „Wie diese Krustenblöcke nach Nordamerika gekommen sind, war bisher allerdings unklar“, sagt die LMU-Geophysikerin Karin Sigloch, die dieser Frage nun gemeinsam mit dem kanadischen Geologen Mitchell Mihalynuk nachgegangen ist.

Kollidierende Platten lassen Kontinente wachsen
Bisher wurde meist angenommen, dass die fraglichen Krustenblöcke von einer riesigen ozeanischen Platte - der Farallonplatte - wie mit einem Fließband zum Kontinentalrand transportiert und dort an den Kontinent angedockt wurden, während die Farallonplatte unter die amerikanische Kontinentalplatte abtauchte. Diese Annahme ist aber inkonsistent mit geologischen Befunden und kann nicht erklären, warum es in Südamerika – dem Standardbeispiel für das Abtauchen einer ozeanischen unter eine kontinentale Platte - keine derartigen Anlieferungen gegeben hat. Auch die genaue Herkunft der Krustenblöcke blieb mysteriös. Geologische Untersuchungen legen allerdings den Schluss nahe, dass sie zu verschiedenen Archipelen gehört haben müssen. „Da die geologischen Schichten in Nordamerika extrem verfaltet und schwer zu interpretieren sind, wurden diese Erkenntnisse aber bisher nicht weiter verfolgt“, sagt Sigloch.
Sigloch und Mihalynuk gelang es nun, die inkonsistenten Befunde zu einem schlüssigen Gesamtbild zusammenzufügen, indem sie die Ergebnisse geophysikalischer Untersuchungen einbezogen: Ein neues Modell der Wissenschaftler, das auf der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen beruht, erlaubt die Rekonstruktion des Erdinneren bis zum unteren Erdmantel. Mithilfe dieser Methode können die Forscher uralte Erdplatten bis in große Tiefen verfolgen, auch wenn sie schon lange subduziert - d.h. unter eine andere Platte abgetaucht - und an der Oberfläche nicht mehr nachweisbar sind.

Farallonplatte versinkt weit vom Kontinentalrand entfernt
Das überraschende Ergebnis: Die Farallonplatte subduzierte viel weiter im Westen als bisher angenommen. Außerdem war sie sehr viel kleiner als gedacht und reichte keineswegs bis zum Kontinentalrand Nordamerikas, sondern traf noch im Ozean auf eine bislang unbekannte ozeanische Platte. Die Wissenschaftler konnten die Überreste mehrerer Tiefseerinnen nachweisen, in denen die beiden Platten beim Aufeinandertreffen abtauchten und senkrecht nach unten gezogen wurden. „Durch den dabei entstehenden Vulkanismus muss viel neues Material zutage gefördert worden sein: Entlang der Rinnen entstanden Inselbögen, die so linear wie Plattengrenzen verliefen - und das Material für die Krustenblöcke bildeten“, erklärt Sigloch.
Währenddessen bewegte sich der amerikanische Kontinent kontinuierlich westwärts, wie auf dem atlantischen Meeresboden aufgezeichnete magnetische Streifen beweisen. Dabei wurde zunächst die bisher unbekannte ozeanische Platte verschluckt, die sich heute unter der amerikanischen Ostküste nachweisen lässt. Erst danach traf der Kontinent auf die Farallonplatte. Auf seinem Weg "überfuhr" Nordamerika demnach Inselbogen für Inselbogen - und annektierte so für die Gebirge im Westen immer neue Höhenzüge.

Publikation:
Intra-oceanic subduction shaped the assembly of Cordilleran North America
Karin Sigloch & Mitchell G. Mihalynuk
Nature 4.4.2013
doi:10.1038/nature12019
Luise Dirscherl Stabsstelle Kommunikation und PresseLudwig-Maximilians-Universität München
via Informationsdienst Wissenschaft 

Volcano Monitoring Animation - Geo-Video

 

Research Blogging Awards 2010 Winner!
 
Creative Commons License
Amphibol Weblog von Gunnar Ries steht unter einer Creative Commons Namensnennung-Keine kommerzielle Nutzung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Unported Lizenz.