
AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie· Staffel 2· Folge 76
Subduktion: Das tiefe Geheimnis des Blauen Planeten
Donnerstag, 7. September 2023 · 1 h 11
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Shownotes
Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! (astrogeo.de/unterstuetze-uns)
Am 27. März 1964 bebt im südlichen Alaska die Erde – mit verheerenden Folgen. Straßen, Brücken und Häuser werden schwer beschädigt, 131 Menschen verlieren ihr Leben. Ein ganzer Landstrich entlang der Küste wird bis zu acht Meter angehoben und weiter landeinwärts massiv abgesenkt. Mit einer Stärke von 9,2 gilt das Erdbeben von Alaska auch heute noch als die zweitstärkste Erderschütterung seit Messbeginn. Für Geologinnen und Geologen der Zeit ist das Beben ein Rätsel: Welcher Mechanismus mag sich hinter einem solch gewaltigen Ereignis verbergen?
Karl beginnt diese Podcastfolge mit der Entdeckung eines der wichtigsten Prozesse auf der Erde: Es sind Subduktionszonen, in denen feste Platten der Erdkruste ruckartig tief in den Erdmantel einsinken – so auch unter dem südlichen Alaska. Das Erdbeben von 1964 half dabei, diesen Prozess zu verstehen und schloss gleichzeitig eine wichtige Lücke im Verständnis der Plattentektonik, bei der feste Kruste nicht nur ständig neu entsteht, sondern andernorts auch wieder verschwindet.
Heute ist klar: Subduktionszonen sind der wahre Motor der Plattentektonik – und nicht nur das. Über lange Zeiträume helfen sie dabei, das Klima der Erde einigermaßen stabil zu halten. Deswegen stellt sich nicht nur die Frage, warum sich auf der Erde feste Gesteinsplatten bewegen können, sondern auch, warum die Kruste von Venus und Mars nie in Platten zerbrach. Möglicherweise blieben sie gerade deshalb tote, trockene Wüsten.
Weiterhören bei AstroGeo
• AstroGeo 068: Wie Marie Tharp die Geologie revolutionierte (astrogeo.de/marie-tharp-und-die-entdeckung-der…)
• AstroGeo 064: Massensterben im Treibhaus (astrogeo.de/tod-im-treibhaus)
• AstroGeo 054: Als die Erde zu Eis erstarrte (astrogeo.de/als-die-welt-zu-eis-erstarrte)
Weiterführende Links
• WP: 1964 Alaska Earthquake (englisch) (en.wikipedia.org/wiki/1964_Alaska_earthquake)
• WP: Megathrust Earthquake (englisch) (en.wikipedia.org/wiki/Megathrust_earthquake)
• WP: Subduktion (de.wikipedia.org/wiki/Subduktion)
• WP: George Plafker (de.wikipedia.org/wiki/George_Plafker)
• WP: Flussmittel (de.wikipedia.org/wiki/Flussmittel_(Schmelzen))
• WP: Ring of Fire (de.wikipedia.org/wiki/Pazifischer_Feuerring)
• WP: Metamorphose (de.wikipedia.org/wiki/Metamorphose_(Geologie))
• WP: Eklogit (de.wikipedia.org/wiki/Eklogit)
• WP: Hadaikum (de.wikipedia.org/wiki/Hadaikum)
• WP: Archaikum (de.wikipedia.org/wiki/Archaikum)
• WP: Grünsteingürtel (de.wikipedia.org/wiki/Gr%C3%BCnsteing%C3%BCrtel)
• WP: Komatiit (de.wikipedia.org/wiki/Komatiit)
• WP: Aktualismus (de.wikipedia.org/wiki/Aktualismus_(Geologie))
• WP: Zirkon (de.wikipedia.org/wiki/Zirkon)
• WP: Hot Spot (de.wikipedia.org/wiki/Hotspot_(Geologie))
Quellen
• USGS: A list of the 20 largest earthquakes in the world (usgs.gov/programs/earthquake-hazards/science/2…)
• Fachartikel: Fuis et al.: A Tribute to George Plafker, Quaternary Science Reviews (2015) (doi.org/10.1016/j.quascirev.2014.11.010)
• Fachartikel: Gerya et al.: Plate tectonics on the Earth triggered by plume-induced subduction initiation, Nature (2015) (doi.org/10.1038/nature15752)
• Earth Magazine: When and how did plate tectonics begin on Earth? (earthmagazine.org/article/when-and-how-did-pla…)
• Fachbuch: Frisch & Meschede: Plattentektonik, Wissenschaftliche Buchgesellschaft (2005)
Titelbild: OpenStreetMap contributors under ODbL, Map tiles by CartoDB, under CC BY 3.0 (osm.org/copyright)
Transkriptvom Podcast bereitgestellt · Zeitmarken springen hin
Karl Urban Hallo! Bevor es losgeht, hier nochmal der dringende Hinweis. Franzi und ich, also die zwei Macher dieses Podcasts, wir sind am 10. Oktober um 18.30 Uhr live auf einer Podcast-Bühnenshow. Und zwar könnt Ihr uns dort im Universum Bremen sehen und Ihr dürft sogar mitmachen. Also kommt vorbei, denn noch gibt's Karten.
Karl Urban Und jetzt geht's los!
Franziska Konitzer Hallo bei AstroGeo, dem Podcast der Weltraumreporter. Ich bin Franzi Konitzer und ich bin Karl Urban und wir sind zwei Wissenschaftsjournalisten. Karl ist Geologe, der kürzlich eine Schulklasse damit begeistert hat, dass es Steine gibt, die auf Wasser schwimmen. Und ich bin Astrophysikerin, die von dieser Tatsache auch begeistert ist und sich fragt, was für Steine das sind.
Franziska Konitzer Und auch in dieser Folge erzählen wir uns gegenseitig eine Geschichte, die uns entweder Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert haben oder die wir in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben.
Karl Urban Genau, Franzi. Und weißt du noch, welche Geschichte ich dir beim letzten Mal erzählt habe? Ein kleiner Tipp, der dir wahrscheinlich nichts bringt. Es hat mittelbar mit Steinen zu tun, die auf Wasser schwimmen. Was?
Franziska Konitzer Eigentlich ging es um Wolken. Eigentlich ging es um Wolken. Du hast mir vorhin nämlich von nachtleuchtenden Wolken erzählt, von einem Vulkan, dem Krakatau-Ausbruch im 19. Jahrhundert und dem menschengemachten Klimawandel.
Karl Urban Genau.
Franziska Konitzer Steine kamen da eigentlich?
Karl Urban Kam da eigentlich nicht vor?
Franziska Konitzer Oder ist das so ein vulkanisches Gestein?
Karl Urban Genau, der Stein, der auf Wasser schwimmt, das ist Bims-Stein und Bims entsteht aus Vulkanasche.
Franziska Konitzer Also jeden Bimpstein, den ich auch so in der Drogerie besorge, um irgendwie, weiß der Geier, was abzurubbeln, war mal von einem Vulkan?
Karl Urban Das weiß ich nicht. Heute kann man das Zeug wahrscheinlich auch mal anders herstellen. Aber der Bimpstein, den man irgendwo neben Vulkanen abgelagert findet, der schwimmt tatsächlich auf Wasser. Also es ist wie mit der Kreide. Die Kreide besteht aus Mikrofossilien, der Kreidestein sozusagen, der Kreidefels von Rügen. Aus dem hat man mal Tafelkreide hergestellt. Heute macht man es anders.
Franziska Konitzer Man würde es sich wünschen.
Karl Urban Genau, ja, der bröckelt ja eh.
Franziska Konitzer Gut, aber eigentlich hast du mir eben von nachtleuchtenden Wolken erzählt, die ich immer noch nicht gesehen habe.
Karl Urban Genau, eigentlich geht es gar nicht um Bindsteine und Vulkane, der war nur der Aufhänger und eigentlich ging es um diese nachtleuchtenden Wolken, die ja wirklich ein wunderschönes Phänomen sind, das uns, wie du schon gesagt hast, aber auch als Warnsignal gelten sollte, wie stark wir die Erde schon verändern und zwar bis in Höhen über 80 Kilometer in der Mesosphäre.
Karl Urban Und wir haben ja in der Folge festgestellt, dass wir die alle beide noch nie gesehen haben, Was vielleicht auch daran liegt, dass wir beide in Süddeutschland leben, wo sie eher seltener zu sehen sind. Allerdings hat uns unsere Hörerin Lea ein Foto auf Mastodon geschickt. Vielen Dank, Lea. Und dieses Bild zeigt nachtleuchtende Wolken über einem Rangierbahnhof und zwar in Mannheim.
Karl Urban Insofern, ja, es ist möglich, habe ich auch in der Folge erzählt. Es ist bloß halt nicht so häufig der Fall, aber vielleicht, ja, klappt es ja noch. Auf Spotify gibt es neuerdings so eine Funktion, dass man Umfragen starten kann zu einzelnen Folgen. Da habe ich einfach mal gefragt, wer von unseren Hörerinnen und Hörern schon leuchtende Nachtwolken gesehen hat.
Karl Urban Dort haben von 35 Leuten, die teilgenommen hatten bis dahin, immerhin 10 Leute, also fast ein Drittel, die schon mal gesehen. Was uns vielleicht sagen sollte, dass wir einerseits eine sehr himmelsaffine Hörerschaft haben, wenig überraschend. Und dass diese nachtleuchtenden Wolken auch wirklich Überhand nehmen und du und ich, Franzi, im Sommer mal gefälligst länger aufbleiben oder wahlweise früher aufstehen müssen. Eine Handlungsaufforderung. Möglicherweise. Höre ich daraus, Carl.
Karl Urban Also nächstes Jahr haben wir wieder die Chance. Wir nehmen jetzt diese Folge Anfang August auf. Ihr hört sie frühestens Ende August, da sind die nachtleuchtenden Wolken ja schon wieder durch. Aber ab Mai, Juni 2024 haben wir wieder eine Chance. Und ihr natürlich auch. Genau, und ansonsten hat uns noch eine Frage erreicht, nämlich von André, und der schreibt folgendes sinngemäß, also es geht jetzt gar nicht um den Inhalt der letzten Folge, sondern um so eine prinzipielle Frage, weil wir ja immer um finanzielle Unterstützung bitten.
Karl Urban Und er fragt sich, ob wir nicht von Spotify Geld bekommen. Immerhin hört er uns ja darüber, und sehr viele von euch. Und dieses Missverständnis klären wir gerne mal auf. Unser Podcast steht ja frei im Netz, also ihr findet ihn auf unserer Webseite, bei Riff bei Apple Podcasts, bei Amazon Music, bei Google Podcasts und eben auch bei Spotify.
Karl Urban Und wir machen das. Wir verteilen Astrogeo über diese ganzen Plattformen, damit ihr wirklich überall ihn hören könnt, wo ihr gerne Podcasts hört. Allerdings zahlt uns Spotify uns einfachen PodcasterInnen einfach keinen einzigen Cent. Und deswegen, wenn ihr uns auf Spotify hört und ihr denkt, die müsste man mal unterstützen, dann schaut mal auf unserer Webseite astrogeo.de vorbei.
Karl Urban Da steht, wie ihr uns finanziell unterstützen könnt. Und an alle, die uns schon unterstützen, ein ganz, ganz, ganz großes Danke.
Franziska Konitzer Ja, auch von mir ein ganz, ganz großes Danke. Das freut uns immer sehr. Und damit sind wir bei Ausgabe 76 angelangt. Was heißt das? Du mir eine Geschichte mitgebracht hast, Karl, oder?
Karl Urban Ich habe da eine Geschichte mitgebracht und Franzis, tut mir ganz schrecklich leid, auch meine heutige Geschichte muss ich mit einer schrecklichen Naturkatastrophe beginnen. Ich verspreche aber, die Geschichte wird wieder ganz schnell ein konstruktivere Gefilde finden.
Franziska Konitzer Der sensationslusterne Teil von mir denkt sich ja immer cool.
Karl Urban Ja, vielleicht habe ich da auch Hintergedanken. Genau, also kommen wir mal zu dem Schrecklichen.
Franziska Konitzer Sehr gerne.
Karl Urban Am 28. März 1964 kommt es in der Nähe von Valdez, im Süden von Alaska, zu einem Erdbeben und es trägt den Namen Good Friday Earthquake, nicht weil der Freitag besonders gut war, sondern weil der 28. März 1964 ein Karfreitag war, was auf Englisch Good Friday bedeutet. Und es ist nicht irgendein Erdbeben, das da stattfindet. Dieses Erdbeben ist stark. Es ist richtig, richtig stark.
Karl Urban Über weite Teile Alaskas kommt es zu Hangrutschungen. Es tun sich Spalten auf, Straßen werden zerstört, Häuser stürzen ein. Hinzu kommt ein Tsunami, der überrollt zuerst die Küste und dann auch Teile des Pazifikraums. Es gibt Schäden im kanadischen Bundesstaat British Columbia und auch in den US-Bundesstaaten Washington, Oregon, Kalifornien, aber auch auf Hawaii und sogar in Japan.
Karl Urban Und obwohl die Region Alaskas eher dünn besiedelt ist, kommen hier 131 Menschen ums Leben. Die seismologische Auswertung des Erdbebens gestaltet sich so ein bisschen schwierig, also die Frage, was eigentlich die geologische Ursache dieses Megabebens war. Das Beben war nämlich so stark, dass viele der in Alaska installierten Seismometer übersättigt sind. Ich sage viele, also es gab tatsächlich nur zwei Seismometer damals, die in Alaska stehen. Und die sind übersättigt.
Karl Urban Das bedeutet, dass die an Federn aufgehängten Massen, die in den Messgeräten hängen und schwingen sollen, wenn die Erde bebt, die schwingen stärker als vorgesehen und damit liefern sie auch keine vernünftigen Daten. Aus ferner liegenden Messdaten lässt sich aber später die Stärke recht zuverlässig rekonstruieren und deswegen hat das Good Friday Earthquake auch in einer Liste des US Geological Survey gefunden, die jetzt aktuell auf der Webseite dort abrufbar ist und da wird das Beben von 1964 als zweitstärkstes Erdbeben in den letzten 120 Jahren aufgelistet.
Karl Urban Also weltweit. Ja, weltweit.
Franziska Konitzer Was war denn das Stärkste?
Karl Urban Entschuldigung.
Franziska Konitzer Oh, Fangfrage?
Karl Urban Kommt noch.
Franziska Konitzer Ah, okay.
Karl Urban Ich wusste nämlich, dass du diese Frage stellen wirst. Deswegen habe ich sie auch hier vorgesehen. Aber machen wir mal eins nach dem anderen. Das zweitstärkste Erdbeben der letzten 120 Jahre. Letzte 120 Jahre heißt vor allen Dingen in der Zeit, wo es instrumentelle Aufzeichnungen gibt. Die 1964 freigesetzte Energie, das Beben war so stark, dass die rund noch mal 30 Prozent stärker war als zum Beispiel beim Erdbeben von Sumatra im Dezember 2004, wo es ja diesen schweren Tsunami auch gegeben hat.
Karl Urban Und auch 30% stärker als das Tohoku-Erdbeben vom März 2011, das dann durch den folgenden Tsunami eine Kernschmelze im Atomkraftwerk Fukushima ausgelöst hat in Japan. Diese zwei, die ich gerade erwähnt habe, haben ungefähr die Stärke 9,1 gehabt. Das Good Friday-Erdbeben hatte laut USGS eine Magnitude von 9,2.
Karl Urban Und das ist ja eine logarithmische Skala, das heißt 0,1 bei diesen hohen Energien macht dann schon gleich noch mal einen Faktor von 30 Prozent bei der Energiemenge aus, die da freigesetzt wurde. Und weil du ja gerade schon gefragt hast, das stärkste jemals gemessene Erdbeben, das ist ein bisschen kurios, das hatte eine Stärke von 9,5, also das war nochmal viel, viel stärker.
Karl Urban Das fand nur vier Jahre zuvor statt, nämlich im Jahr 1960 und zwar in Chile.
Franziska Konitzer Ja, sind da auch Seismometer kaputt? Nein, das fragt ihr jetzt nicht, weil, okay.
Karl Urban Ja, das mache ich vielleicht wann anders mit dem Chile. Da gibt es zwar Parallelen, aber da kommen vielleicht ein bisschen später zu. Also erst mal zurück nach Alaska. Direkt nach dem Beben macht sich nämlich ein Geologe daran, vor allen Dingen mit seinem Team, zu verstehen, was da genau passiert ist. Und sein Name ist George Plavka.
Karl Urban Und George Plavka geht mit dem ganzen geologischen Handwerkszeug vor, aber auch noch mehr. Vor allem schaut er sich erst mal an, in welchen Landstrichen bei dem Erdbeben Risse entstanden sind und wie sie orientiert sind im Raum, er macht auch geodätische Vermessungen, aber oft fehlt die Referenz, also auf welcher Höhe lag die Landschaft zum Beispiel vor dem Erdbeben.
Karl Urban Und er und seine Kollegen sprechen deshalb auch mit Augenzeugen und fragen zum Beispiel, wie sich das Land verändert hat durch das Erdbeben, wie die Topografie vielleicht jetzt anders ist. Und wo das auch nicht geht, verwendet Plavka auch ganz andere Anhaltspunkte aus der Natur. Ein Beispiel dafür ist z.B. das Vorkommen von Rankenfußkrebsen, die im Meer vorkommen und die normalerweise nur in ganz bestimmten Wassertiefen leben und deren Lebensraum aber plötzlich durch die Hebungen und anderswo Senkungen des Meeresgrunds verschoben waren.
Franziska Konitzer Ah!
Karl Urban Ja, also genau, Seismologen mussten damals kreativ sein und Plavka und seine Kolleginnen kartieren monatelang die vom Erdbeben betroffene Südküste von Alaska, die auch aus vielen Fjorden und Inseln besteht. Und was sie dabei entdecken, ist für die geologische Fachwelt dieser Zeit wirklich überraschend.
Karl Urban Denn die kennen zwar große Störungen, wo es häufig Erdbeben und auch schwere Erdbeben gibt. Und sie kennen vor allen Dingen und haben sich hier vor allen Dingen sehr intensiv in den USA mit der St. Andreas-Störung an der Westküste der USA bezeichnet. Die gilt ja auch bis heute so als Paradebeispiel für eine solche Störung oder Störungszone.
Karl Urban Und genau, die ist sehr gut untersucht bis dahin. Allerdings ist die St. Andreas-Störung eine sogenannte Transform-Störung, bei der zwei Platten, in dem Fall die nordamerikanische und die pazifische Platte, aneinander vorbeitriften. Also seitlich. Und in Alaska ist das offenbar ganz anders. George Plavka und sein Team finden nämlich zwei Bereiche.
Karl Urban Einen Hebungsgürtel entlang der Küste, in dem Teile des Meeresbodens und der küstennahen Bereiche angehoben wurden. Und dann einen Gürtel mit Geländeabsenkung im Hinterland, der sich direkt anschließt. Und in Zahlen, ein Teil von Alaskas Südküste wurde bis zu neun Meter angehoben bei dem Erdbeben. Und anderswo sind Regionen um bis zu 2,4 Meter abgesunken.
Karl Urban Und George Plavka interpretiert das so, es gibt hier zwei Blöcke der Erdkruste, also schon ein bisschen wie in den USA, aber die sind ganz anders orientiert. Und einer wurde unter den anderen geschoben. Und zwar ziemlich stark und ziemlich deutlich. Und zwar ist das sozusagen dieses, das eine unter das andere wurde auf einer Länge von tausend Kilometern bewegt und zwar 18 Meter weit, also auf tausend Kilometer, 18 Meter das eine unter das andere.
Franziska Konitzer Also eine Platte unter die andere.
Karl Urban Genau. Und George Plavka wird dieses Erdbeben etwas später als Megathrust Erdbeben bezeichnen. Auf Deutsch könnte man vielleicht Überschiebungs-Erdbeben sagen dazu.
Franziska Konitzer Das klingt aber nicht so sexy wie Megathrust.
Karl Urban Megathrust ist tatsächlich einfach eine Überschiebung, also so ein strukturgeologischer oder anseismologischer Ausdruck. Genau, dieses Mega ist in der deutschen Übersetzung, naja, Amerikaner, man kennt sie.
Franziska Konitzer Ja, aber mega, ja, das passt.
Karl Urban Es war halt stark. Und genau, und was dahinter steckt, das ist letztlich ein bis dahin unbekannter geologischer Prozess, um den es heute gehen soll. Ein Prozess, der damals ein fehlendes Bindeglied für die Theorie der sich gerade entwickelnden Plattentektonik, oder sich entwickelnden Theorie der Plattentektonik ist und dieser Prozess ist die, du ahnst es schon, die Subduktionszone und über die will ich heute etwas genauer reden.
Karl Urban Genau, und Franzi, ich habe dir ja schon in einer der früheren Folgen vom ersten wichtigen Puzzleteil für die Theorie der Plattentektonik erzählt, das war Folge 68, in der es um die Geologin Marie Tarp ging, die gemeinsam mit ihrem Kollegen Bruce Heason die Ozeanböden vermessen hat und dabei feststellte, dass dort in der Mitte ein Tiefseegraben liegt, den wir heute als mittel-ozeanischen Rücken kennen und wo der Ozeanboden also mit der Zeit immer breiter wird.
Karl Urban Und diese mittel-ozeanischen Rücken werden auch als konstruktive Plattengrenzen bezeichnet. Und was George Plavka mit dem Karfreitags-Erdbeben entdeckt, ist gewissermaßen das Gegenstück. Insofern war es auch gelogen, dass es heute konstruktiv wird, denn Subduktionszonen bezeichnet man auch als destruktive Plattengrenze.
Karl Urban Grenze, Plattengrenze. Sorry.
Franziska Konitzer Wir können ja konstruktiv im übertragenen Sinne nehmen, dass es zum wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn der Plattentektonik beigetragen hat.
Karl Urban Auf jeden Fall.
Franziska Konitzer Ja, lass es uns doch einfach so ändern.
Karl Urban Wir drehen das wieder konstruktiv.
Franziska Konitzer Also okay, also mittelatlantischer Rücken ist im Grunde genommen, Platten, also es wächst, Zeug blubbert nach oben und schiebt sich so und Subduktion ist dann einfach eine Platte, schiebt sich tatsächlich unter die andere. Deshalb irgendwie sub, runter, und du zählst irgendwie führen, also Subduktion runter, oder?
Karl Urban Genau, du bist Lateinerin, hätte ich das vorher gewusst.
Franziska Konitzer Ich hab nur das kleine Latino mit Ach und Krach.
Karl Urban Mehr als ich. Ja, also wie du sagst, da wird das eine unter das andere geschoben, das eine unter den Teppich gekehrt, kann man so vielleicht sagen. Und es ist aber natürlich nicht so, dass Subduktionen einfach nur das Gegenstück zu den mittel-ozeanischen Rücken sind. Subduktionszonen, das wissen wir heute, sind total hyper wichtig für die Erde.
Karl Urban Bevor ich dir erkläre, warum das so ist, muss ich dir aber erst mal erklären, wie das überhaupt funktioniert mit der Subduktion. Genau, und da müssen wir jetzt eine ganz kurze Grundvorlesung machen. Die Vorlesung in meinem Studium hieß Dynamik der Erde. Also letztlich, wie ist die Kruste eigentlich aufgebaut, die Erdkruste? Die äußerste feste Schicht der Erde, die besteht ja eigentlich aus festem Gestein und da gibt es zwei Geschmacksrichtungen in dieser Kruste.
Karl Urban Da ist zum einen die kontinentale Kruste, aus der die Landmasse der Erde besteht und dann noch ein bisschen der Boden der Schelfmeere, also der küstennahe Bereich in manchen Gebieten. Und diese kontinentale Kruste, die besteht zu größeren Teilen aus magmatischen Gestein, sowas wie Granit, aber auch aus Sedimentgestein und zum Teil auch ein bisschen aus metamorphen Gestein.
Karl Urban Metamorphengesteine sind welche, die schon verändert sind durch Druck und Temperatur, die müssen mal tiefer gewesen sein. Auf jeden Fall ist diese kontinentale Kruste im Schnitt so 70 Kilometer dick. An anderen Stellen kann sie aber auch weit über 100 Kilometer dick sein. Also es ist ein ziemlicher Brocken oder eine ziemlich dicke Brotscheibe.
Karl Urban Und dann gibt es noch die ozeanische Kruste. Die ist ganz anders. Die ist nämlich meist nicht viel dicker als sieben Kilometer, also deutlich weniger als ein Zehntel davon in der Regel. Und die ozeanische Kruste ist auch dichter als die kontinentale Kruste. Und die besteht hauptsächlich aus vulkanischem Basaltgestein.
Karl Urban Dazu noch ein paar marinen Sedimenten, also Meeressedimenten. Und warum sie aus Basalt besteht, ist auch klar. Die ozeanische Kruste entsteht ja ständig an dem mittelozeanischen Rücken, an diesen Spaltenvulkan, den es da gibt. Und diese Spaltenvulkane werden aus geschmolzenem Mantelgestein neu gebildet, also dem Erdmantel, der unter der Kruste liegt.
Karl Urban Und Basalt ist von seiner chemischen Zusammensetzung, dem Erdmantel, ziemlich ähnlich. Deswegen kein Wunder, dass es Basalt ist.
Franziska Konitzer Aber wenn du sagst, ozeanische Kruste, also ich meine, das bleibt immer getrennt. Also ozeanische Kruste kann nicht irgendwann mal zu Kontinentalkruste sich umwandeln. Das sind tatsächlich zwei verschiedene Dinger.
Karl Urban Ja, es gibt Momente, wo ozeanische Kruste irgendwie in ein Gebirge eingearbeitet wird, Irgendwo was zusammenstößt und so oder so so tiefwillig ein bisschen kommen wir da heute hin, aber nicht so richtig man kann so diesen Ozeanischen Basalt durchaus mal irgendwie in den Alpen finden oder im Himalaya oder so Aber im Großen und Ganzen ist der einfach dadurch dass die Dichte so unterschiedlich ist Verhält er sich ganz anders als Lieschenmüller in mir fragt sich aber darauf müssen wir auch nicht angehen wenn das zu weit führt ist so Also heißt das, dass das, was wir jetzt, ich meine, Kontinentalkruste ist ja der Kram, auf dem wir jetzt auch rumstehen.
Franziska Konitzer Und das war also schon immer in der Erdgeschichte der Kram, auf dem wir rumstehen. Und die Ozeankruste war schon immer unter dem Ozean.
Karl Urban Ja, dieses schon immer und das soll es heute gehen. Wo kommt das eigentlich her? Ah, okay, okay.
Franziska Konitzer Dann schieb ich die blöde Frage aufs Ende der Folge.
Karl Urban Ja, also schauen wir mal. Ich hab tatsächlich versucht, da hinzukommen. Mal gucken, wie weit wir kommen.
Franziska Konitzer Ansonsten gibt's einen zweiten Teil.
Karl Urban Richtig, ja, das lässt sich, glaub ich, gar nicht ausschließen. Aber sagen wir noch mal, wir haben jetzt diese zwei Krustentypen heute auf der Erde. Beide für die Plattentektronik wichtig. Und vor allem ist wichtig, dass beide driften. Also beide bewegen sich. Also die Krustenplatten, egal ob jetzt aus ozeanischer oder kontinentaler Kruste, die können driften.
Karl Urban Und warum können die driften? Mit der Tiefe. Also wenn man weiter nach unten geht im Gestein, nimmt ja bekanntlich Druck und Temperatur gleichermaßen zu. An manchen Stellen mehr, an anderen weniger. Aber in einer gewissen Tiefe ist in der Regel Druck und Temperatur so, dass die Kruste weich gekocht wird. Oder an anderen Stellen ist es auch schon Mantelgestein.
Karl Urban Und sie ist auf jeden Fall so weich, dass sie nicht mehr bricht, sondern dass sie so duktil wird. Also schon noch fest, aber schon weich. Und irgendwann gibt es auch so einen ganz leichten, ganz kleinen Prozentsatz flüssigen Gesteins. Und diese Schicht, die so weich ist, die wird auch als Asthenosphäre bezeichnet.
Karl Urban Mit diesem winzigen Prozentsatz Gesteinsschmelze reicht es aus, dass die Krustenplatten dort driften können. Das sind ja so Zentimeter im Jahr maximal. Also es ist keine ganz schnelle Bewegung, aber eigentlich auch gar keine ganz langsame, wenn man sich überlegt, was für Massen sich da bewegen.
Franziska Konitzer Also zwischen Erdmantel und Erdkruste ist die Asthenosphäre und darauf.
Karl Urban Genau. Wobei das, dass diese Asthenosphäre, die ist Teil des Mantels, die Kruste wird, beziehungsweise die Die tektonischen Platten werden auch als Lithosphäre bezeichnet und Kruste und Mantel sind so ein bisschen unabhängig davon definiert, weil die Lithosphäre in den Mantel hineinreicht. Also das ist kompliziert. Aber ich will dich nicht zu sehr verwirren.
Karl Urban Wir bleiben heute mal bei den Platten.
Franziska Konitzer Warum hast du Geologie studiert? Das ist überhaupt nicht einfacher als Physik.
Karl Urban Das ist v.a. nicht eindeutig. So sehr wollte ich dich eigentlich gar nicht verwirren. Ich bin da selber schuld, wenn ich nachfrage. Also bleiben wir dabei, es gibt ozeanische Kruste, es gibt kontinentale Kruste und es gibt Platten. Und das ist natürlich auch miteinander verbunden. Also die, keine Ahnung, die europäische, eurasische Platte, auf der wir sind, die besteht zum Teil aus kontinentaler Kruste und zum Teil aus ozeanischer Kruste.
Franziska Konitzer Okay.
Karl Urban Das ist miteinander verbunden. Und wenn wir uns jetzt mal so einen Zyklus vorstellen, und wir machen das so ganz einfach, wir denken uns jetzt erstmal nur so einen Ozeanboden, in der Mitte so einen mittel-ozeanischen Rücken. Und da wird jetzt einmal diese neue ozeanische Kruste geboren und die driftet dann zum Beispiel in Teilen vom Pazifik, kann man sich das vorstellen, das ist erstmal das Land weit weg, driftet zum Beispiel nach Ost und West, können auch andere Richtungen sein, und wenn du jetzt mit einem mit deinem imaginären U-Boot entweder nach Osten oder nach Westen schwimmen würdest, würde diese Kruste, je weiter du schwimmst, immer dicker werden.
Karl Urban Warum wird sie dicker und auch ein bisschen schwerer? Weil ja, je weiter du wegschwimmst vom mittel-ozeanischen Rücken, ist sie immer älter. Und das heißt, da gibt es Sedimente, die sich schon drauf gelagert haben, irgendwelche Kalkablagerungen, Kalk, das aus dem Wasser ausgefallen ist, vielleicht auch Tierschalen, Schlamm, was auch immer.
Karl Urban Und diese ganzen Sedimente, die verfestigen sich auch mit der Zeit. Das heißt, wird immer dicker. Und das geht eine Weile gut, also im Sinne von einige Zehner Millionen Jahren, also 100 Millionen Jahre. Und irgendwann wird diese ozeanische Kruste zu schwer und sie bricht ein. Weil die halt auch eine gewisse Festigkeit nur hat und irgendwann wird es halt so viel.
Karl Urban Das bedingt, dass man auf der Erde keine ozeanische Kruste findet, die älter als ungefähr 180 Millionen Jahre ist. Also so irgendwas zwischen 160 und 200 Millionen Jahre kann man sagen. Großen und Ganzen entsteht ganz automatisch etwas, was die Geologen als Subduktionszone bezeichnen. Die gebrochene ozeanische Kruste schiebt sich nämlich dann ein bisschen parallel unter die angrenzende Platte. Das ist im Normalfall, wenn irgendwo ozeanische Kruste bricht, erstmal andere ozeanische Kruste.
Karl Urban Und die schiebt sich so ein bisschen parallel da drunter, so ein bisschen in die Asthenosphäre rein, wo es auch weicher ist. Das geht aber nur ein Stück weit gut. Irgendwann knickt sie dann meistens ab und sinkt dann richtig in die Tiefe des Erdmantels ein.
Franziska Konitzer Tschüss!
Karl Urban Und damit du dir und auch die Hörer sich das besser vorstellen können, habe ich noch eine kleine Analogie vorbereitet. Du weißt ja, ich bin schon eine Weile Hobby-Imker, eine Weile ist gut, ein Jahr ungefähr. Und habe neulich meinen ersten Honig geschleudert. Und jetzt stelle dir mal ein ganz großes Glas Honig vor. Und zwar mit einem sehr, sehr, sehr zähflüssigen Honig. Also sowas wie Rapshonig, der so kurz davor ist schon fest zu werden, aber gerade noch fließfähig ist.
Karl Urban Und darauf legen wir jetzt eine sehr große Scheibe Brot. Allerdings...
Franziska Konitzer Klingt sehr lecker tatsächlich.
Karl Urban Allerdings ist diese Brotscheibe sehr unterschiedlich beschaffen. Das ist eine komische Brotscheibe. In der Mitte ist sie nämlich ganz fluffig und dünn wie Toastbrot. Wie das Gestein am mittel-ozeanischen Rücken. Und nach außen hin wird das Brot graduell immer fester und immer dichter und schwerer vor allen Dingen.
Karl Urban Also vielleicht erst wie so ein Mischbrot und dann wie so ein Pumpernickel und dann vielleicht wie ein Brot. da es ausnahmslos aus Nussmehl und ganz ohne Hefe gebacken wurde und das dann monatelang in der Küche herum lag und hart geworden ist? Mhm.
Franziska Konitzer Sprichst du aus eigener Erfahrung?
Karl Urban Nein. Beispiel frei erfunden. Und wenn diese Scheibe dünn genug ist und gleichzeitig seine Dichte weit über der von Honig liegt, wird es genau an dieser Stelle dann irgendwann knack machen. Und diese merkwürdige Brotscheibe wird gemächlich anfangen am Rand in die Tiefe zu rutschen. In den Honig hinein.
Karl Urban Und eigentlich müsste man die dann rausziehen, aber ich weiß nicht, ob das dann schmeckt. Egal. Die Analogie hat so ein paar Schwächen, das sollte ich dazu sagen, denn die ozeanische Kruste ist gleichzeitig starr, aber mit der Tiefe wird sie dehnbar und deswegen kann sie auch relativ schnell nach unten abknicken.
Karl Urban Also die Brotscheibe, die schon monatelang in der Küche lag, die wird natürlich nur noch brechen und nicht mehr weich werden. Bei der ozeanischen Kruste ist das nicht so. Also die kann, wenn sie ein bisschen warm gemacht wird, durchaus auch so ein bisschen sich verformen. Und da ist auch nicht nur die physikalische Beschaffenheit.
Karl Urban Subduktionszonen sind auf vielen Ebenen sehr komplexe Gebilde, die dazu in sehr tektonisch sehr unterschiedlichen Gebieten vorkommen können. Das alles wäre genug Stoff für die eine oder andere Folge.
Franziska Konitzer Sehr gerne.
Karl Urban Deswegen werde ich dir heute z.B. nichts über Inselbogenvulkane erzählen und auch nichts von passiven und aktiven Kontinenträndern oder von Tiefseerinnen und von Back-Ark-Becken oder vom faszinierenden Plattenabriss. Und ich werde auch nur ein ganz kleines bisschen über Gesteinsmetamorphose reden. Und stattdessen würde ich heute mal erstmal in die Vogelperspektive gehen und fragen, warum sind Subduktionszonen eigentlich so hyperwichtig?
Karl Urban Und das, was du auch schon gefragt hast, warum gibt es die, also wo kommen die her? Du hast gefragt, wo kommt die kontinentale Kruste her, aber das hängt auch ein bisschen miteinander zusammen tatsächlich.
Franziska Konitzer Aber die Honiganalogie ist damit beendet.
Karl Urban Genau. Die Honiganalogie ist beendet. Mit der wollte ich erst mal eins illustrieren. Subduktionszonen führen dazu, dass verschiedene Brotarten, also ich meine Oberflächengesteine, in den Erdmantel abtauchen. Mhm. Also, die absinkenden Gesteine enthalten viele marine Sedimente und Kalkstein und damit Kohlenstoff, der jetzt über viele Jahrmillionen in der Tiefe verschwindet.
Karl Urban Und dieser Kohlenstoff wird gleichzeitig auch der Atmosphäre entzogen. Und dadurch wird verhindert, dass die Atmosphäre dauerhaft zu heiß wird. Also Subduktionszonen wirken über lange geologische Zeiträume klimakühlend. Allerdings, und das klingt erstmal ein bisschen widersprüchlich, die machen auch das Gegenteil.
Karl Urban Denn in die Tiefe abgeführten Oberflächengesteine, vor allem im Basalt am Meeresgrund, ist auch sehr viel Wasser gebunden. Und dieses Wasser, also Meerwasser, was sozusagen ins Kristallgitter eingebaut ist vom Basalt, und dieses Wasser wird jetzt in wachsende Tiefe in den Erdmantel eingeführt, wo es dass es immer heißer wird und der Druck steigt.
Karl Urban Durch chemische Reaktion wird das Wasser wieder freigesetzt. Dieses Wasser wirkt als sogenanntes Flussmittel. Das bedeutet, es senkt den Schmelzpunkt im Gestein. Mhm. Dadurch wachsen magmatische Schmelzen, also Magma entsteht. Und steigt auf, ja, weil es ist plötzlich mobil. Das ist kein festes Gestein mehr, sondern Magma.
Karl Urban Das bedingt, dass ungefähr 90 Prozent aller aktiven Vulkane an Land sich um den Pazifik befinden, und zwar oberhalb von Subduktionszonen, weshalb man beim Vulkangürtel rund um den Pazifik völlig zu Recht auch vom Ring of Fire spricht.
Franziska Konitzer Ja, danke für den Ohrwurm.
Karl Urban Gerne, wir machen schnell weiter, vielleicht kommt ja noch was anderes. Warum sind Vulkane wichtig? Also sie liefern beständig CO2 und andere Treibhausgase in die Atmosphäre. Und das klingt jetzt erstmal total schlecht und unpraktisch. Und tatsächlich gab es ja Zeiten, in denen allzu aktive Vulkane auch schon mal das Leben auf der Erde an den Rand gebracht haben, z.B.
Karl Urban Vor 250 Millionen Jahren.
Franziska Konitzer Perm-Trios!
Karl Urban Genau, während The Great Dying, beim größten Massensterben der Erdgeschichte, Verweis an AstroGeo Folge 64, als ich dir davon erzählt habe.
Franziska Konitzer Die kann man sich immer mal wieder anhören, wenn man schlechte oder gute Laune hat, das ist auf jeden Fall super.
Karl Urban Für beides. Unsere Laune war während der Folge auf jeden Fall gut, daran erinnere ich mich. Genau, also eigentlich was Schlechtes, aber andererseits waren die Vulkane eben auch zur Stelle, als die Erde mal zu kalt geworden ist. Nämlich zum Beispiel vor 650 Millionen Jahren, während des letzten Schneeball-Erde-Ereignisses, über das ich dir in AstroGeo Folge 54 erzählt habe. Also heute kann ich die ganze Zeit verweisen, das ist ganz schön.
Franziska Konitzer Das ist super.
Karl Urban Ich hab immer so ein paar Dinge verbindend miteinander. Genau, das heißt, zusammenfassend, Subduktionszonen sind ein natürliches Thermostat für das Klimasystem der Erde. Also sie kühlen, indem sie Kohlenstoff abführen.
Franziska Konitzer Also das langfristige Klimasystem der Erde.
Karl Urban Ist es nicht? Muss man dazu sagen.
Franziska Konitzer Langfristig, die Zeitskalen sind wichtig. Wir können jetzt nicht sagen, wir kippen jetzt alle Vulkane zu und damit ist dann auf einmal langfristig geologisch.
Karl Urban Genau, das ist das Problem letztlich. Uns hilft es nichts, der Erde hilft es so ein bisschen. Es ist sehr grob, das Thermostat, kennt man auch. Man dreht an der Heizung und es dauert zwei Stunden bis sie heizt. Es ist wie so eine Fußbodenheizung. Die machst du einmal an, dann ist sie warm und wenn du sie dann ausmachst, dauert es aber noch mal einen halben Tag, bis du merkst, dass es im Raum auch wieder kühler wird.
Karl Urban Genau, also Subduktionszonen kühlen, indem sie Kohlenstoff abführen, sie wärmen, indem sie später über Vulkane dann wieder CO2 ausstoßen. Und die Subduktionszonen sind halt so ein Thermostat, das über sehr, sehr lange Zeiträume in der Lage ist, das Klimasystem der Erde davon abzuhalten, völlig ins Extrem abzudriften.
Karl Urban Also das war jetzt mit anderen Worten gesagt, es ist grob. Und die können aber noch mehr. Subduktionszonen sind nämlich der aller aller aller wichtigste Grund dafür, warum es überhaupt Plattentektonik gibt. Und jetzt springe ich noch mal aus der Zeit des Karfreitag-Erdbebens von Alaska einige Jahre in die Zukunft, denn erst mal war damals nicht ganz klar, was die Plattentektonik, die ja in den 60er Jahren verstanden wurde im Großen und Ganzen, was die eigentlich antreibt.
Karl Urban Im Gespräch für den Antrieb der Plattentektonik, also warum driften die Platten, war seit den 70ern waren da eigentlich zwei Prozesse, nämlich der Plattendruck und der Plattenzug. Plattendruck ist die Kraft, die von den mittel-ozeanischen Rücken ausgeht und die dort an den Spaltenvulkanen durch Konvektionsströme im Erdmantel quasi die Platten nach außen drücken, nach links und rechts, nach Ost und West oder wo auch immer der mittel-ozeanische Rücken orientiert ist.
Karl Urban Und der Plattenzug entsteht an den Subduktionszonen, denn hier wird ja nicht nur einfach eine Platte unter eine andere geschoben, diese untere subduzierte Platte knickt ja ab, wie ich gesagt und fängt dann auch irgendwann an, in den darunterliegenden Erdmantel abzutauchen. Und wie bei unserer superschweren Nuss-Pumpernickel-Brotscheibe im Honigtopf, gleitet sie nach unten und weil eben die Dichte dieser Platte recht groß ist, zieht sie dann den Rest der noch mit ihr verbundenen Platte mit sich.
Karl Urban Also das ist der Plattenzug, der übrigens noch dadurch verstärkt wird, dass der unterste Teil, der schon am tiefsten in den Erdmantel eingetaucht ist, auch die größten Brücke und Temperaturen erfährt und auch chemisch umgewandelt wird. Also da entstehen dann so Hochdruckmetamorphe, Minerale, also das Gestein wird metamorph, also es wird chemisch umgewandelt und dessen Dichte nimmt mit der Zeit halt auch immer mehr zu.
Karl Urban Da geht das Wasser raus und da entsteht zum Beispiel Grünschiefer, Blauschiefer, Iklogit, so heißen die Steine, die da entstehen, die zunehmend immer eine immer größere Dichte haben. Und wenn man sie mal irgendwo im Gebirge findet, auch sehr schön sind übrigens.
Franziska Konitzer Wir sollten wirklich mal zusammen wandern gehen.
Karl Urban Ja, auf jeden Fall. Also wer ist jetzt stärker? Plattenzug oder Plattendruck? Und das brauchte so ein paar Jahre, diese Frage zu klären. Gar nicht Jahrzehnte. Das war relativ schnell klar, konnte das ausrechnen, Massabilanz und solche Sachen machen. Die Frage ist mittlerweile eindeutig geklärt. Der Plattenzug an den Subduktionszonen ist die Kraft, die die Plattentektonik am Laufen hält.
Karl Urban Es sind ungefähr 90 bis 95 % der Kraft, die von den abgleitenden und nach unten gezogenen subduzierten Platten stammt. Und der Plattendruck von den mittelozeanischen Rücken sind höchstens 5 bis 10 %.
Franziska Konitzer Oh, okay, das ist ein deutlicher Unterschied, ja.
Karl Urban Zusammenfassend, Subduktionszonen sind superwichtig, weil sie für das Erdklima als Thermostat wirken. Sie sind auch wichtig, weil sie die wesentliche Kraft für die Plattentektonik sind. Ohne Subduktionszonen gäbe es keine Plattentektonik. Es gibt deswegen auch manche Forscher, die zu Recht sagen, eigentlich müsste man nicht Plattentektonik sagen, sondern Subduktionstektonik.
Karl Urban Und ich sage, wir müssen die Erde bewahren, Denn es ist der einzige Planet mit Schokolade und mit Subduktionszonen. Ja.
Franziska Konitzer Ne? Wenn wir noch Kaffee dazu schreiben, dann damit auch bei dir.
Karl Urban Genau. Kaffee kann auch nicht schaden. Okay.
Franziska Konitzer Ja.
Karl Urban Bin ich dabei.
Franziska Konitzer Aber Plattentektonik klingt schon näher sexy als Subduktionstektonik.
Karl Urban Das kann noch kein Mensch aussprechen, ne? Genau. Moment mal.
Franziska Konitzer Mal Subduktionstektonik. Lass mal die Silben zählen, ob man das in der Subduktionstektonik… Du machst jetzt noch einen Heiko. Das sind mir zu viele Silben. Okay, nee, ich komme das nicht. Wir bleiben, bleibt Plattentektonik, aber ja, ich habe, ich habe bis jetzt gelernt, Subduktionszonen sind tatsächlich sehr viel wichtiger als die konstruktive Geschichte im Mittelatlantischen Ozean.
Franziska Konitzer Genau, manchmal ist destruktiv auch wichtig.
Karl Urban Das ist auch wichtig, wenn wir mal nach links und nach rechts schauen. Also der Mars ist kalt, er hat zwar ein paar Vulkane, die meisten von denen sind schon ewig lange inaktiv und der Mars hat keine Plattentektonik. Die Venus ist heiß, die hat zwar Vulkane, aber ebenfalls keine Plattentektonik. Und beide, Mars und Venus, haben was, was Geologen als Tektonik eines stagnierenden Deckels bezeichnen.
Karl Urban Und zwar funktioniert das so, es gibt einen heißen Mantel, wie auf der Erde, heißes Mantelgestein. Aber die Kruste, die da drüber liegt, ist nie zu Platten zerbrochen bei beiden Planeten. Bei der Venus ist es vermutlich so, dass der Mantel sogar überhitzt ist. Also der würde gern mehr Wärme nach außen abgeben und schafft es nicht.
Karl Urban Und es gibt Modelle, die sagen, die Venus, die hat alle paar hundert Millionen Jahren so eine Phase massiver Vulkanausbrüche. Dann gibt es mal richtig viele Vulkanausbrüche, was möglicherweise sogar diese dichte Atmosphäre mit diesem starken Treibhauseffekt erklärt. Genau, und dann ebbt es aber wieder ab und ist vorbei.
Karl Urban Und auf dem Mars hat die Wärmeenergie des Mantels halt für ein paar große Vulkane gereicht in der Anfangszeit. Da gibt es ja Olympus Mons, den größten Vulkan des Planetensystems, der vor allem so groß ist, weil sich die Kruste nicht bewegt auf dem Mars und deswegen immer an der gleichen Stelle da was emporgekommen ist aus dem Mantel.
Karl Urban Aber eben am Anfang war der Mars heißer, mit der Zeit ist er abgekühlt, ist ja auch deutlich kleiner als die Erde und deswegen sind da die meisten Vulkane auch erloschen. Wir wissen nicht, ob sie völlig erloschen sind, aber die große Show ist vorbei eigentlich. Und man sieht den Planeten eigentlich auch an, aus unserer Erdsicht, beide hätten so ein Thermostat gebraucht.
Karl Urban Also Subduktionszonen wären bei beiden praktisch gewesen, um die Atmosphäre stabiler zu halten. Genau. Deswegen ist jetzt die eigentliche und die große Frage, die sich stellt, was glaubst du, Franzi?
Franziska Konitzer Ja, die Frage ist nicht, warum Mars und Venus keine haben, sondern die Frage ist, warum auf der Erde die Platten zerbrochen sind.
Karl Urban Genau. Warum haben wir eigentlich Subduktionszonen?
Franziska Konitzer Ja, also warum? Vielleicht hatten wir auch am Anfang mal einen ganz geschlossenen Mantel oder irgendwie sowas. Und wenn das so geblieben wäre, wäre halt blöd. Aber dann wären wir jetzt wie Mars und Venus. Aber was hat dazu geführt, dass unsere Platten gebrochen sind?
Karl Urban Genau. Also letztlich wieder die große Frage, was macht die Erde besonders? Und die kann man tatsächlich an den Subduktionstonen ziemlich gut aufhängen. Also fangen wir mal ganz am Anfang an. Du weißt, am Anfang war die Erde öd und leer.
Franziska Konitzer Und heiß.
Karl Urban Genau. Also, weite Teile der Erdkruste waren geschmolzen, ein gewaltiger, weltumspannender Magma-Ozean. Und das blieb natürlich nicht ewig so. Die Erdoberfläche strahlte ihre überschüssige Wärme ins All ab und die feste Erdkruste war entstanden.
Franziska Konitzer Gab's den Mond schon oder gab's den Mond dann noch nicht?
Karl Urban Der Mond war ziemlich früh, glaub ich. Ich würd sagen, das war parallel.
Franziska Konitzer Also, es war schon auf jeden Fall dieser Protoplanet in die Erde reingerumpelt. Und der Mond, also, okay.
Karl Urban Vielleicht war die Erde auch schon ein bisschen abgekühlt. Dann ist noch mal dieser Theia, dieser marsgroße Planet in die Erde reingerumscht, hat noch mal neue Magma-Ozeane gemacht. Und irgendwann sind die dann auch wieder abgekühlt. So kann man, glaub ich, sagen.
Franziska Konitzer Mhm.
Karl Urban Und dann gab's noch etwas, was auch als Differentiation bezeichnet wird. Also es bildet sich der innere Schalenaufbauer der Erde aus Erdkern, innerer, äußerer Erdmantel aus. Wie das funktioniert, wäre auch mal ein Thema für die eine oder andere Folge. Was die Geologen recht genau wissen, ist die Zusammensetzung der jungen Erdkruste und zwar war die ziemlich ähnlich zu der des heutigen Erdmantels.
Karl Urban Auch ungefähr die Zusammensetzung, die wir heute an der jungen ozeanischen Kruste sehen, also letztlich schmelzendes Erdmantel, so etwas wie Basaltgestein, also vielleicht nicht hundertprozentig das Gleiche, aber es geht so in die Richtung, und dieser Basalt übrigens ähnelt auch erstaunlich stark dem vulkanischen Gestein auf der Mondoberfläche, aber auch dem Gestein, das es auf Mars oder auf Venus häufig gibt, also kann man ja spektroskopisch sich angucken.
Karl Urban Das ähnelt sich wohl. Also kurz in ihren ersten Jahrmillionen gab es noch keinen so ganz großen Unterschied zwischen der festen Kruste von Erde und ihren Nachbarplaneten. Das heißt aber auch, die Erde hatte am Anfang wahrscheinlich so einen stagnierenden Deckel. Und die Frage lautet jetzt, warum sollte sich auf einem Planeten nur aus ozeanischer Kruste irgendeine Platte bewegen, wo doch Subduktionszonen heute den Antrieb in Form des Plattenzugs liefern?
Karl Urban Also warum sollte es überhaupt Platten geben? Wer ist auf der jungen Erde mit so einem Hammer rumgelaufen und hat dann mit viel Kraft die erste Platte in den Erdmantel gehämmert? Und dieses Problem ist ein wirkliches Dilemma, den ein Geologe in einem Artikel zu dem Thema so auf den Punkt gebracht hat.
Karl Urban An egg does not look like a chicken, therefore, if we look at the chicken from a thousand perspectives, it will not help us envision the egg.
Franziska Konitzer Was?
Karl Urban Nochmal. Übersetzt, ein Ei sieht nicht aus wie ein Huhn und es hilft auch nichts, das Huhn von tausend verschiedenen Perspektiven anzuschauen. Wir werden trotzdem nicht wissen, wie das Ei ausgesehen hat. Also es ist ein Dilemma letztlich. Es ist wahnsinnig schwierig, die Ursprünge der Subduktion zu ergründen, weil es ja nun mal in der Natur der Plattentektonik liegt, ihre eigenen Ursprünge zu maskieren.
Franziska Konitzer Aber ich kann mir lustige Szenarien überlegen, oder?
Karl Urban Szenarien kann man überlegen, genau, hat man auch gemacht. Aber letztlich, also nur das Problem ist letztlich, Plattentektonik ist ein globaler Recycling-Prozess und der macht es ein bisschen schwer, sehr weit zurückzuschauen. Es gibt ein paar Anhaltspunkte tatsächlich, kann man sogar mehr als sich nur Szenarien überlegen. Es gibt ein klein wenig sehr altes Gestein auf der Erde, das bisher kaum recycelt wurde.
Karl Urban Und dazu gehören Teile der kontinentalen Kruste, die ja nur driftet, aber nicht subduziert wird. Diese kontinentale Kruste nimmt eigentlich auch nicht richtig an der Subduktion teil. Sie ist trotzdem nur an sehr, sehr wenigen Stellen wirklich alt genug. Und die Teile, die so alt sind, also da spreche ich von einem Alter von mehreren Milliarden Jahren, die sind dann seit ihrer Entstehung auch wahnsinnig stark gefaltet, zerschert, chemisch umgewandelt worden, dass man jetzt auf Basis von dieser ganz groben, ich nehme jetzt einen Stein in die Hand und gucke an, wie der entstanden ist, Da kann man nicht mehr viel drüber sagen, weil der quasi überprägt wurde über alles, was später passiert.
Franziska Konitzer Diese ursprünglichen Stellen gibt's auch in Australien und einmal in Südafrika oder so was, oder?
Karl Urban Es gibt ein paar Ecken, also Australien, in Kanada gibt's was, in Teilen von Afrika, genau, es gibt ein paar Ecken.
Franziska Konitzer Aber das Problem ist bei den ganzen anderen Ecken, ich mein, wenn du sagst, wir sitzen ja hier in Süddeutschland auch auf irgendeiner Kontinentalplatte, oder? Daran ist, aber also die wurde zwar nie subduziert, aber die ist jetzt jünger, weil warum? Also warum ist die jetzt nicht so ursprünglich? Weil einfach Sachen passiert sind.
Karl Urban Bei uns gibt es dieses ursprüngliche Gestein auch, das liegt aber wahrscheinlich in der Tiefe von zehn Kilometern oder so. Also da liegen ganz viele Sedimente drauf und alles mögliche. Und das, was da in zehn Kilometern Tiefe liegt, ist natürlich, hat wahrscheinlich auch eine Temperatur von 1000 Grad.
Karl Urban Also ist jetzt ganz grob gesprochen.
Franziska Konitzer Also es war schon immer in der Kruste und in dem Sinne an der Oberfläche, aber jetzt ist es heute nicht mehr an der Erdoberfläche, weil einfach Schnoller drauf liegt. Und Loch bohren würde nicht helfen, weil hat sich auch chemisch verändert, weil warm und würde vielleicht schon helfen.
Karl Urban Also kann man trotzdem was drüber lernen. Man kann es sich auch chemisch angucken und irgendwelche Isotope und so. Komme ich auch gleich noch zu. Aber diese Orte, die du gerade erwähnt hast, die sind Und dadurch speziell, dass dieses alte Gestand tatsächlich aus diversen Gründen an der Oberfläche geblieben ist oder wieder freigelegt wurde durch Erosion, solche Sachen.
Franziska Konitzer Was ganz anderes, blöde Frage, weißt du, ob man in diese speziellen Orte, kann man da einfach hin, oder ist das inzwischen so abgesperrt, so von wegen hier ursprüngliches Stück Gestein, bitte in Ruhe lassen?
Karl Urban Ich glaube, so klein sind die nicht und diese Gesteine sehen auch nicht wahnsinnig spannend aus, ne? Also das sind halt einfach...
Franziska Konitzer Ist ja gut, ne?
Karl Urban Ja, ja.
Franziska Konitzer Vielleicht rettet das das Ganze.
Karl Urban Möglicherweise, genau. Beziehungsweise dann die Ecken, wo man dann wirklich auch gute Proben sammelt, die sind dann halt auch wiederum sehr klein. Also es gibt natürlich immer die Punkte, wo man auch irgendwelche geologischen Zeitalter festlegt, nicht nur irgendwie in der frühen Erdgeschichte, sondern über die gesamte Erdgeschichte.
Karl Urban Die sind dann teilweise vielleicht auch besonders geschützt.
Franziska Konitzer Ja, ja, ja, ja. Okay. Okay. Aber ich verstehe. Genau.
Karl Urban Worum es genau geht, das sind Gesteine aus dem Archaikum, Also so grob aus der Zeit zwischen 4 und 2,5 Mio. Jahren vor heute. Also es ist echt, echt alt. Die Erde hat ein Alter von so ungefähr 4,4 Mrd. Jahren. Also so ganz vom Anfang.
Franziska Konitzer Kam davor nicht irgendwie das Hadaikum?
Karl Urban Genau, Hadaikum. Ja, Hadaikum, das ist tatsächlich auch so benannt, weil es wahrscheinlich die Zeit von diesem Magma-Ozean ist und weil es aus dieser Zeit einfach gar nichts gibt.
Franziska Konitzer Mhm. Und danach kam quasi das Archaikum und, okay.
Karl Urban Was man im Archaikon findet, sind sogenannte Grünsteingürtel und Komaitite. Das sind Gesteinsgruppen, die man heute auf der Erde und mit heute meine ich so in den letzten paar hundert Millionen Jahren gar nicht mehr gebildet werden. Also damals sind schon Dinge anders passiert, das kann man auf jeden Fall sagen.
Karl Urban Die haben andere Eigenschaften als heutiges Krustengestein, sind auch chemisch ein bisschen anders beschaffen. Allerdings sind sich Forscher relativ sicher, dass die ersten Krustenplatten oder die erste Krustenplatte, als sie noch global war, bei etwas höheren Temperaturen entstanden sind. Einfach weil der Erdmantel etwas heißer gewesen ist. Also sowas wie 300 Grad heißer als heute.
Karl Urban Und das kann einerseits schon mal erklären, wie die ersten Platten zerbrochen sind. Also heißer heißt auch ein bisschen leichter brüchig, ein bisschen dünner vor allen Dingen und dadurch leichter brüchig. Allerdings macht diese größere Hitze gleichzeitig ein Problem in der Erklärung, weil dadurch es schwieriger ist, dass Krustenplatten durch ihr eigenes Gewicht in die Tiefe gezogen werden.
Karl Urban Also die brechen halt dann auch beim Subduziertwerden schneller, machen vielleicht gar nicht dieses Abknicken so leicht mit oder brechen dann dabei schon ab und und können dann gar nicht den Rest der noch dranhängenden Platte mitziehen. Das heißt, wenn so eine frühe Platte aus irgendeinem Grund in die Tiefe gezogen wird, würde die relativ schnell abbrechen. Genau, habe ich gesagt, keinen Plattenzug erzeugen und das wäre ja blöd, weil dann haben wir keine Subduktionszonen.
Franziska Konitzer Dann haben wir nur einmal einen Bruch und das wäre es dann gewesen.
Karl Urban Genau.
Franziska Konitzer Ja.
Karl Urban Und tatsächlich ist es nicht so ungelöst. Also, was die frühe... I'm sorry. Was die frühen Subduktionszonen quasi angetrieben hat, ist klar. Ja, es gibt eine Theorie, die ich ganz schlüssig finde, nämlich könnte es sein, dass der Plattendruck, also das, was von den mittel- ozeanischen Rücken ausgeht, damals stärker war, also dass das Verhältnis ein anderes war, wie diese Kräfte wirken, weil im heißeren Mantel an den mittel-ozeanischen Rücken, da gibt es ja so Konvektionsströme im Mantel, und wenn der heißer war, dann waren die vielleicht stärker. Also haben einfach mehr geschoben.
Karl Urban Also das könnte eine Erklärung sein. Aber tatsächlich, das habe ich in einem Artikel gefunden, der sich mit dem Thema Beginn der Plattentektonik beschäftigt. Da gab es vor ein paar Jahren in der Schweiz eine Konferenz zu genau diesem Thema, Beginn der Plattentektonik. Da hat man eine Umfrage gemacht.
Karl Urban Und die ungefähr 50 Geologinnen und Geologen, die da befragt wurden, haben sich grob in drei Gruppen aufgeteilt. Es gab ein kleines Grüppchen, das glaubt, dass es schon vor 4,2 Mrd. Jahren losgegangen ist mit der Plattentektonik. Es gab ein zweites kleines Grüppchen, das ist das andere Extrem, das glaubt, dass es erst vor ungefähr einer Milliarde Jahre losgegangen ist.
Franziska Konitzer Eine Milliarde Jahre?
Karl Urban Ja, das wäre noch nicht so arg lange her, ne? Und dann die Mehrheit, also das waren, ich habe 50 gesagt, es waren 65 Forschende und 45 von denen hat gesagt, dass es vor ungefähr drei Milliarden Jahren losgegangen ist. Also da ist alles drin, ne? Die gesamte Erdgeschichte.
Franziska Konitzer Ich frage mich, ob man, gut, da fängt es an, mich sofort in meinem Kopf zu rattern und das geht auch viel zu weit. Aber ich frage mich schon, wie das dann auch mit dem Ursprung des Lebens zusammenhängt. Wenn man annimmt, dass der irgendwo tief im Ozean an irgendwelchen Hydrothermalquellen entstanden ist, würde ich, würde sich wieder Lieschen Müller mit keiner Erfahrung in irgendwas überlegen, dass ich mir denke, dass es vielleicht schon Plattentektonik ganz schick wäre, weil es dann weniger statisch ist, als wenn quasi, weil ich meine, wenn es erst vor einer Milliarde Jahre losgegangen ist, dann würde ich mir ja vorstellen, dass dann quasi der Ozean dann schon damals auf dem heutigen Ozean Platten drauf war, weil weniger das ist.
Franziska Konitzer Und dann tut sich ja da eigentlich recht wenig. Also ist dann vielleicht mal ein bisschen so Vulkan oder so was, aber ja nicht so viel. Und ich mein, das Leben ist ja auch schon vor drei Milliarden Jahren entstanden, denke ich. 3,5 oder irgendwie so. Genau. Aber gut, ich kenn mich mit beidem nicht aus. Weder mit Geologie noch mit dem Ursprung des Lebens. Aber ja.
Karl Urban Aber das ist das Grundproblem, was die Geologen auch haben. Ich hab ja vor einigen Folgen auch mal hier von diesem Aktualismusprinzip gesprochen. Das war so seit dem 19. Jahrhundert so eine der Leitprinzipien der Geologie. Und ein Stück weit geht es heute auch noch. Nämlich the present is the key to the past. Also das, was wir heute auf der Erde beobachten, muss es auch damals gegeben haben.
Karl Urban Wenn man dieses Paradigmen nicht ansetzt, könnte man ja nichts von dem erklären. Weil, keine Ahnung, Gesteine, die Milliarden brauchen, um zu entstehen, kann man irgendwie schwer ... Man muss quasi die heutigen Prozesse so ein bisschen verwenden als Blaupause. Aber hier kollabiert das auch. Wenn man einfach zu weit zurückgeht, du hast dann diese Grünsteingürtel und Kuhmarteite, die heute gar nicht gebildet werden.
Karl Urban Und genau, es gibt ein paar Strukturen, die dann daran erinnern, wie man heute, was sich heute so an den Subduktionszonen bildet, an Gesteinsabfolgen, aber es ist einfach ein bisschen anders. Und wie das mit dem Leben zusammenhängt, genau, ist auch eine ganz große, ganz offene Frage. Man kann sicher sagen, dass der Beginn der Plattentektonik für die Atmosphäre der Erde große Auswirkungen hatte, also nicht nur, was dieses Thermostat angeht, auch was den Eintrag von Stoffen angeht.
Karl Urban Ich meine, an den mittel-ozeanischen Rücken ist ja auch die eines der Features fürs Leben, für die Lebewelt, die es da heute gibt, dass da so Nährstoffe eingetragen werden und so weiter. Insofern, genau, das ist eine spannende Frage. Das ist auch vielleicht sogar ein Stück weit ein Henne-Ei-Problem.
Franziska Konitzer Ja, ich meine in meinem Kopf fängt es ja auch sofort an zu rattern, weil ich mir auch denke, ich meine es gibt ja auch so dieses, die ganze Geschichte mit dem Erdkern und wann der Erdkern wirklich angefangen hat festzuwerden, was dann seinerseits ja auch das Erdmagnetfeld bedingt, der ist ja auch noch gar nicht mal so alt, sondern der Erdkern.
Karl Urban Auch das hängt mit der Atmosphäre zusammen.
Franziska Konitzer Und das hat was mit der Atmosphäre zusammen, wo ich mir denke, es gibt ja auch inzwischen, denkt man, dass das Erdmagnetfeld so in der Form, oder dass der Erdkern tatsächlich erst seit was rund einer Milliarde Jahre fest wird. Wird ja immer fester quasi, immer größer und so weiter und so fort. Und dann hast du natürlich aber auch das Problem, aber wir hätten eigentlich schon früher ja wahrscheinlich ein Erdmagnetfeld gebraucht und es gab wahrscheinlich ja auch schon eins, weiß ich ja, von Steinen, aber wie kriege ich das dann hin?
Karl Urban Das ist groß, genau. Also der Erdkern ist auf jeden Fall auf meiner Liste. Den werde ich mir auch mal vorknöpfen.
Franziska Konitzer Und dann werde ich dich fragen, ob der Erdkern irgendwas mit der Plattentektonik zu tun hat und dann brechen wir beide in Tränen aus.
Karl Urban Auch da gibt es Argumente. Aber das machen wir aber anders. Das war jetzt nur der Teaser.
Franziska Konitzer Da bin ich schon sehr, sehr gespannt.
Karl Urban Ich habe so ein paar Indizien oder also ich habe ja gesagt eigentlich weiß man nichts, aber hier gibt es ja auf jeden Fall eine größere Gruppe, die sagen drei Milliarden Jahre ist plausibel. Und diese Argumente will ich noch kurz vorstellen. Also das meiste, was man weiß oder was man messen kann, hängt tatsächlich mit den Isotopen im Verhältnis von Isotopen in Gesteinen aus diesen sehr frühen Zeiten zusammen.
Karl Urban Gerade bei den ältesten Gesteinen bzw. den ältesten Mineralen, die man findet, so über 4 Mrd. Jahre, also Gesteine gibt es da nicht wirklich, aber doch Mineralbröckchen, die man datieren kann. Warum ist man sicher, dass diese Bröckchen so alt sind? Da verwendet man Zirkonminerale. Zirkon ist ein sehr, sehr stabiles Mineral. Das kann man durch Druck quasi nicht zerstören.
Karl Urban Und gleichzeitig ist das ein Mineral, was gerne mal Wasser einschließt, was aus der Entstehung dieses Minerals kommt. Oder andere Salze, die darin gelöst sind. Und die kann man dann wiederum datieren. Dann kann man sagen, ja, dieser Zirkonkristall kann nicht zerstört worden sein seit seiner Entstehung, weil er einfach noch unangetastet ist.
Karl Urban Und deswegen ist das eindeutig, was darin eingeschlossen ist aus dieser Entstehungszeit. Und darüber hat man überhaupt diese ganz frühen Gesteine datiert. Und einen anderen Messwert, den man da verwendet, das ist das Verhältnis von zwei Isotopen, die ich mir gerade nicht aufgeschrieben habe, aber die werden als Marker dafür verwendet, wie schnell die Erdkruste sich selber recycelt.
Karl Urban Also wie häufig sozusagen so ein Subduktionsprozess abgelaufen ist und dann wieder mit dem ozeanischen Rücknis anfängt. Das sind ja alles magmatische Prozesse, also hat mit Vulkanen zu tun. Und da gibt es einfach bestimmte Isotope oder bestimmte Elemente, Isotope von Elementen, die eher in die Schmelze gehen, eher ins feste Gestein gehen.
Karl Urban Deswegen gibt es An- und Abreicherungsprozesse dabei. Deswegen kann man Aussagen darüber treffen, ob die Recycling-Raten der Erde sich verändert haben. Diese Recycling-Raten sind wohl seit 4 Milliarden Jahren oder 4,2 Milliarden Jahren ziemlich gleichbleibend. Wenn man an ganz verschiedenen Orten diese alten Gesteine anguckt, Da hat sich nicht viel verändert tatsächlich.
Karl Urban Das ist ein Argument dafür, warum es eigentlich schon von Anfang an viel recycelt wurde. Dann gibt es noch einen anderen Isotopenwert und der deutet darauf hin, dass es vor rund drei Milliarden Jahren einen großen chemischen Umsprung gegeben haben muss. Und dieser große chemische Umsprung, der wird vor allem so gedeutet, dass es plötzlich sehr viel mehr saure Gesteine gab. Das ist nicht nur Isotopenmesswert, das kann man auch direkt beobachten.
Karl Urban Saure Gesteine, da sagen Geologen, sind welche, die sehr viel Quarz enthalten. Also die Basalte am Ozeanboden, die enthalten sehr wenig Quarz, die sind eher alkalisch. Und saure Gesteine sind zum Beispiel Granit. Granit, ein Gestein, was in magmatischen Zonen entsteht. Tatsächlich entstehen die meisten sauren Gesteine heute oberhalb von Subduktionszonen.
Karl Urban Na, weil ja da die meisten aktiven Vulkane stehen. Genau, Vulkane, quarzreiche, schmelzen vor drei Milliarden Jahren. Und das hat halt in dieser Umfrage die meisten Geologinnen und Geologen überzeugt, warum es vor drei Milliarden Jahren losging. Dann gab's noch dieses dritte Grüppchen, was auch eher klein war, und die sagen unter anderem, dass es bestimmte Steine, nämlich sogenannte Metamorphe Blauschiefer, die heute, da ist man sicher, tief unter Subduktionszonen oder in Subduktionszonen entstehen.
Karl Urban Die findet man heute an vielen Orten der Welt. Aber man findet keine, die älter als 1 Mrd. Jahre sind.
Franziska Konitzer Okay.
Karl Urban Und dieses kleine Grüppchen von Forscher deutet das halt so, dass es vor 1 Mrd. Jahre keine Subduktionszonen gegeben haben kann, weil einfach diese Metamorphen Blau-Schiefer nicht entstanden sind. Das ist so ein bisschen unübersichtlich, ne?
Franziska Konitzer Das ist so ein bisschen unübersichtlich und ich denke mir auch so, ja, aber ich meine, ich hätte mal gerne mehr Vorschläge, tatsächlich, wie das dann, was hätte denn vor eine Milliarde Jahre lang dann irgendwie nach über vier Milliarden Jahren Erdgeschichte auf einmal den Anstoß geben können, dass sich die Platten denken, geil, heute brechen wir auseinander.
Franziska Konitzer Tja. Also, also why, oder auch vor drei Milliarden, also gut, man hört sich halt tendenziell wäre ich eher, aber ich meine, Meinungen, ne? Ja. Aber was ist denn der Mechanismus, der dann auf einmal vor einer Milliarde Jahre dazu geführt haben soll? Oder auch vor drei Milliarden, ich weiß nicht.
Karl Urban Also, vielleicht muss man eine Sache noch im Hinterkopf haben. Also, Tektonik beschreibt ja quasi nur die Spannungs- ... Oder die Reaktion auf Spannungen im festen Gestein. Also, Tektonik gibt es auch auf Mars und auf Venus, ne? Also, es gibt einfach Spannungen, es gibt mal Risse, die sich irgendwo bilden. Es gibt auch verschiedene heiße Bereiche in der Kruste.
Karl Urban Das heißt, Tektonik gab es auf der Erde auch, bevor es Plattentektonik gab. Die Erde ist abgekühlt, die hat sich dadurch zusammengezogen. Dass die Kruste an verschiedenen Stellen gebrochen ist, kann man definitiv sagen. Die Frage ist nur, wie so eine Subduktion begonnen hat.
Franziska Konitzer Wie das dann angestoßen wird. Genau. Dass da so richtig Schwung in die Sache gekommen ist. Da würde ich mir schon was denken. Irgendein Prozess oder irgendwas schon gewesen sein jenseits von, oh es ist mal noch so weit.
Karl Urban Man kann auch das Ergebnis von dieser Umfrage... Anders deuten, man könnte auch sagen, vielleicht war es ein gradueller Prozess, also das war auch in diesem einen Artikel, den ich dazu gelesen habe, eine der Deutungen von einem Forscher, dass man sagt, die Plattentektonik hat sich nicht mit einem Paukenschlag entwickelt, das ist bei so einem total komplexen Prozess mit diesen verschiedenen Elementen ja auch sowieso eher unwahrscheinlich, sondern vermutlich gab es zuerst halt diese eher dünne, starre Kruste, die halt recht brüchig war, dass die in sehr, sehr viele kleine, Platten zerbrochen ist, also heute haben wir ja ungefähr acht sehr große Platten auf der Erde und ein paar Dutzend sehr kleine, aber vor allem sind es die großen, die es entscheiden.
Karl Urban Früher waren wahrscheinlich vor allem sehr viele sehr kleine, also irgendwann nach dieser Magma-Ozean-Phase und mit der Zeit wurde die Kruste halt dann stabiler und auch ein bisschen dicker und dann bildete sich schon sowas, was vielleicht an kontinentale Kruste erinnerte. Es gibt ja auch noch etwas, was gar nichts mit Plattentektonik direkt zu tun hat, nämlich diese Hotspots, heiße Flecken, wo aus dem tiefen Mantel heißes Material hochströmt und heute Hawaii und Island zum Beispiel mit Vulkanen bespielt.
Karl Urban Und genau, das hat sicher auch geholfen, so ein bisschen kontinentale Kruste schon zu bilden. Und diese ozeanischen kleinen Krustenschollen, die es gab, die sind halt auch dann durch die tektonischen Kräfte, die es gab, so ein bisschen übereinander geschubst worden. Und das feste Gestein ist immer weiter abgekühlt und hat sich zusammengezogen und so weiter.
Karl Urban Und dann, vor ungefähr drei Milliarden Jahren, passierte dann irgendwas, womit es so richtig losging. Also das könnte man jetzt sagen, wenn die meisten dafür sind. Wissenschaft ist ja Demokratie, das wissen wir ja. Und genau, die erste subduzierte Platte ist irgendwie in die Tiefe gezogen worden. Vielleicht war das auch ganz spezielle Bedingungen.
Karl Urban Also eine Idee wäre, dass es am Rand von so einem Hotspot gewesen ist, wo es Konvektionsströme im Mantel gab. Da gibt's eine Strömung nach oben. Wo was nach oben strömt, hat man auch immer eine Gegenbewegung. Das hat vielleicht so einen Sog erzeugt. sein.
Franziska Konitzer Also mein Lösungsvorschlag wäre trotzdem noch die Zeitmaschine.
Karl Urban Also da ist jemand mit seinem Hammer in die Vergangenheiten, die du musst deaktivieren.
Franziska Konitzer Nein, um es rauszufinden. Das ist auch eine von den Fragen, die wird man wahrscheinlich nie abschließend klären können, weil es an der Stichprobengröße und dem Vergleich und allem einfach scheitert. Von daher, ja.
Karl Urban Ja, es wäre schön. Die Frage ist, ob man das dann so leicht klären kann, zweieinhalb Milliarden Jahre abgespielt hat, bis es dann so war wie heute. Das ist wahrscheinlich gar nicht trivial, den Moment dann zu sehen, wo es anders war. Also spannend wäre tatsächlich, vielleicht vor drei Milliarden Jahren mal zu gucken, warum plötzlich überall diese sauren Gesteine entstehen.
Karl Urban Eine Sache noch zu diesen metamorphen Blauschiefergesteinen, die sich erst vor einer Milliarde Jahre bildet. Da gab es vor wenigen Jahren, ich glaube in Nature, ein Paper dazu, wo eigentlich eine ganz schlüssige Erklärung war, Erklärung war nämlich, es war tatsächlich vor einer Milliarde Jahre und davor zu heiß im Mantel, dass sich dieser Blauschieber bilden kann.
Karl Urban Also das sind einfach bestimmte blau gefärbte Minerale, die sich bei höheren Temperaturen nicht mehr bilden können. Also das wäre eine recht profane Erklärung, hat nichts mit dem Beginn der Platentektonik zu tun, vermutlich. Genau, und eine allerletzte, dann bin ich eigentlich auch fertig, allerletzte große Eine Frage ist bis heute übrig.
Karl Urban Die werden wir wahrscheinlich auch nicht so schnell beantworten können. Nämlich, wie häufig die Plattentektonik überhaupt auf Planeten ist. Also jetzt nicht nur im Sonnensystem, sondern auch auf Exoplaneten. Also als Thermostat für einen erdähnlichen Planeten ist es ja schon gut, ne? Also wir finden einen erst großen Planeten, wenn wir jetzt irgendwie eine Möglichkeit hätten, mit einem großen Teleskop rauszufinden. Dieser Planet hat Plattentektonik.
Karl Urban Wahrscheinlich ist das nicht möglich, ein sehr starkes Argument dafür, dass es dort Leben gibt.
Franziska Konitzer Ja, du kannst es ja auch verknüpfen, die Erde ist der einzige Planet im Sonnensystem, der eine nennenswerte Atmosphäre hat und der einzige Planet mit Plattentektonik. Was hat das eine mit dem anderen zu tun? Weil nach Exoplanetenatmosphären sucht man ja und hat auch schon welche gefunden, aber nicht so richtig und, ne?
Franziska Konitzer Also kann ein Planet eine Plattentektonik haben, aber trotzdem keine Atmosphäre, beziehungsweise kann er eine Atmosphäre haben, aber heißt das, dass er dann keine Plattentektonik hat? Steinsplaneten meine ich, aber so Steinsplaneten wie die Erde, also ja, aber ha.
Karl Urban Genau, aber da haben wir diese Beispiele mit Venus und Mars, wo es irgendwie schief gelaufen ist. Atmosphäre haben sie, unterschiedlich dicht, aber Plattentektonik hat nicht und dadurch auch nicht lebensfreundlich wirklich. Genau, weil letztlich also an der Plattentektonik und damit an den Subduktionszonen, um das jetzt noch zu Ende zu führen, hängt ein einigermaßen stabiles Klimasystem mit flüssigen Ozeanen.
Karl Urban Aber genau, das ist eine andere Geschichte.
Franziska Konitzer Wir haben den Subduktionston viel zu verdanken, auch wenn sie 1964 in Alaska für ein ziemlich schädigendes Erdbeben gesorgt haben.
Karl Urban Genau, und das noch an einer destruktiven Plattengrenze. Ja. Ja. Alright.
Franziska Konitzer Danke schön, Carl.
Karl Urban Sehr gerne.
Franziska Konitzer Das ist auch eine Fortsetzungsgeschichte.
Karl Urban Aber hallo.
Franziska Konitzer Ja.
Karl Urban Ich hab tatsächlich hier so ein Buch von einem Prof, der kurz vor seiner Emeritierung noch die Grundvorlesung in meinem Grundstudium gegeben hat. Wolfgang Frisch. Dieses Buch hab ich damals für die Vorlesung kaufen müssen, damit der Professor auch gut verdient. Aber tatsächlich, ja, jetzt mal wieder sehr intensiv drin gelesen.
Karl Urban Und das ist echt, echt kompliziert mit diesen Subduktionszonen, also, da steckt noch ganz viel drin.
Franziska Konitzer Okay, vielleicht muss ich mir dieses Buch auch mal bestellen. Die Frage, sind da auch Bilder drin?
Karl Urban Also, es ist schön aufgemacht, aber sprachlich schon für Geologen geschrieben. Also, ich muss mich da auch echt konzentrieren. Aber gut.
Franziska Konitzer Wo ich mich jetzt wahrscheinlich auch konzentrieren muss, ist bei den Fragen, die du für mich hast.
Karl Urban Genau.
Franziska Konitzer Keine Nutrizen noch.
Karl Urban Du hast keine Notizen gemacht, dann hast du das alles im Kopf, oder? Oh-oh. Pass auf, Franzi. Frage Nummer eins. Fangen wir ganz einfach an. Was ist eine destruktive Plattengrenze?
Franziska Konitzer Eine Subduktionstone, wo...
Karl Urban Ah, reicht schon.
Franziska Konitzer Super.
Karl Urban Eine Subduktionstone. Frage Nummer zwei. Was ist stärker? Plattendruck oder Plattenzug?
Franziska Konitzer Plattenzug, um 90 bis 95 Prozent ist da der Anteil.
Karl Urban Und jetzt Frage drei. Ähm, jetzt darfst du. Was passiert in einer Subduktionszone?
Franziska Konitzer Da schiebt sich oder wird gezogen eine Ozeanplatte unter eine Kontinentalplatte.
Karl Urban Oder? Ja, zum Beispiel. Muss nicht, kann. Hab ich nicht erklärt. Also, das ist tatsächlich der Unterschied am aktiven und passiven Kontinentrand. Es gibt die ...
Franziska Konitzer What?
Karl Urban Der einfachste Fall, den wir besprochen haben, war ozeanische, unterozeanische Kruste. Es gibt aber auch den Fall, der vor Chile passiert. Da ist die Plattengrenze direkt am Kontinent. Und die ozeanische Kruste geht, das, was du grad gesagt hast, geht wirklich unter die kontinentale Kruste. Und das ist auch mit viel mehr Kräften verbunden. Das ist übrigens auch der Grund dafür, deswegen gut, dass du es gesagt hast, Das allerstärkste Erdbeben, was man gemessen hat, in Chile gemessen wurde mit 9,5.
Franziska Konitzer Genau. Ha. Genau. Aber groß und ganz richtig. Man kann sich ausreden, mit einer Platte schiebt es sich unter eine andere.
Karl Urban Richtig.
Franziska Konitzer Oder wird gezogen eigentlich korrekterweise, musste man sagen, ne?
Karl Urban Genau. Und Frage Nummer 4. Wieso ist es so schwer, etwas über den Anfang der Plattentektonik herauszufinden?
Franziska Konitzer Weil die Subduktionszonen wie so eine große Art Recyclinganlage funktionieren und alles das von damals längst recycelt worden ist.
Karl Urban Genau. Und die letzte Frage.
Franziska Konitzer Oh.
Karl Urban Warum sind Subduktionszonen so hyper-mega-wichtig für die Erde?
Franziska Konitzer Weil sie wie einen auf langfristigen, also auf längeren Skalen wie einen Thermostat sorgen, weil die Subduktion eigentlich zur Abkühlung führt, weil es Kohlenstoff mitnimmt, aber andererseits auch für Vulkanismus sorgt, der dann wieder irgendwelche, ich sag mal Treibhausgase, in die Atmosphäre pustet.
Franziska Konitzer Und dafür sorgt, dass es eben sich nicht festfährt wie auf Mars und Venus, in einem Extrem. Hurra!
Karl Urban Hurra! So, das war's. So.
Franziska Konitzer Ah!
Karl Urban Alles richtig, richtig, richtig, richtig. Hurra!
Franziska Konitzer So, du hast ... Nee, das war eigentlich der Anfangsjingel, den du abgefeuert hast.
Karl Urban Das war nur der Anfangsjingel, genau.
Franziska Konitzer Das ist das Zeichen, dass wir heute fertig sind, oder?
Karl Urban Ja, ich würde sagen, genau. Es ist tatsächlich so eine Art von Folge, bei der ich fast ein stärkeres Impostor-Syndrom habe als bei so Sachen, wo ich, keine Ahnung, in den letzten Jahren immer mal einen Artikel drüber geschrieben habe. Weil das so die Grundfesten der eigenen Ausbildung betrifft. Man denkt, das kann ich falsch machen. Jetzt habe ich das Buch von meinem Prof in die Hand genommen. Hahaha!
Karl Urban Aber das werden die Geologinnen und Geologen in unserer Hörerschaft dann sicher alles richtig stellen.
Franziska Konitzer Ja, jetzt haben wir noch Transkripte von den Folgen, da kann man auch noch leichter mit Shift-F rausfinden oder sowas rausfinden, so hmm, wo war ein Fehler? Nein, alles richtig, alles richtig gemacht. Ich war auf jeden Fall sehr gut unterhalten und bin jetzt sehr gut informiert.
Karl Urban Sehr gut.
Franziska Konitzer Und ja, wir wissen jetzt hoffentlich alle, was eine Subduktionszone ist und wie wichtig sie ist.
Karl Urban Genau.
Franziska Konitzer Ja, dann war sie das, die 76. Ausgabe von Astrogeo. Wir danken allen, die unsere Arbeit unterstützen, das sind die regelmäßigen AbonnentInnen der RIV-Reporter. Die RIV-Reporter sind eine Genossenschaft von über 100 freien und unabhängigen Journalistinnen und Journalisten, die zu vielen relevanten Themen arbeiten.
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Franziska Konitzer Und Minzlimonade, die war auch gut.
Karl Urban Da danken wir auf jeden Fall sehr viel. Die Minzlimonade war legendär. Aber wir würden auch gerne mehr von der Arbeit, die wir hier reinstecken, tatsächlich über eure Spenden finanzieren, bei uns, das sehr viel Motivation bringt, dieser Podcast und genau, das wäre sehr schön, wenn das gelingen könnte und deswegen unterstützt uns doch, wenn ihr das noch nicht tut, auf Steady oder über direkte Überweisungen alle Möglichkeiten, uns finanziell zu unterstützen, findet ihr auf unserer Webseite astrogeo.de.
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Karl Urban Und zuletzt danken wir euch fürs Zuhören, wir sagen tschüss, ad astra und Glück auf, bis zum nächsten Mal.
Franziska Konitzer Damit sind wir bei Ausgabe 67 angelangt.
Karl Urban Du musst noch mal sagen? 76. Ah.
Franziska Konitzer Ja. Okay. Ja, auch von mir ein ganz, ganz großes Danke. Das freut uns wirklich immer sehr. Und damit sind wir bei Ausgabe 67 an. Jesus Christ. Wie viel Uhr ist es denn? Es ist viertel nach elf.
Karl Urban Ja, ja. Aber du hast schon eine Folge erzählt. Du bist entschuldigt. Danke schön. Das war's.
Franziska Konitzer Danke an alle, die mitgebracht haben. Das war's. Vielen Dank.