Neue Forschungsergebnisse bestätigen, dass die äußere Hülle der Erde bereits vor etwa 3,5 Milliarden Jahren fragmentiert war und sich bewegte, was den Beginn der Plattentektonik auf die früheste Geschichte des Planeten zurückverlegt. Geowissenschaftler haben bei der Analyse alter Gesteine in Westaustralien direkte Hinweise auf die Verschiebung von Platten gefunden und damit frühere Theorien über die frühe Struktur der Erde in Frage gestellt.
Die frühe Erde war keine feste Hülle
Jahrzehntelang diskutierten Wissenschaftler darüber, ob die frühe Erdkruste ein einzelner, ununterbrochener „stagnierender Deckel“ war oder ob es irgendeine Form der Plattenbewegung gab. Die neue, in Science veröffentlichte Studie liefert den ältesten direkten Beweis dafür, dass die Lithosphäre – die äußere Hülle der Erde – vor Milliarden von Jahren in bewegliche Teile zerlegt wurde.
Forscher untersuchten über 900 Gesteinsproben aus dem Pilbara-Kraton in Australien, einer der ältesten und am besten erhaltenen Regionen der Erde. Dieses Gebiet beherbergt Überreste frühen Lebens, darunter versteinerte mikrobielle Matten aus einer Zeit, als der Planet schwer von Asteroiden bombardiert wurde.
Wie Wissenschaftler die antike Plattenbewegung verfolgten
Das Team nutzte ein hochpräzises Magnetometer, um die magnetische Ausrichtung innerhalb der Gesteine zu analysieren. Ferromagnetische Mineralien richten sich zum Zeitpunkt ihrer Entstehung wie winzige Kompassnadeln in die Richtung der Magnetpole aus. Durch Erhitzen der Proben auf extreme Temperaturen konnten sie diese alte magnetische Aufzeichnung extrahieren.
Die Analyse ergab, dass sich ein Teil der East Pilbara-Formation über einen Zeitraum von 30 Millionen Jahren um 24 Breitengrade (mehrere zehn Zentimeter pro Jahr) verschoben und um mehr als 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht hat. Diese Bewegung ist vergleichbar mit modernen Plattengeschwindigkeiten, wie der Trennung von Nordamerika und Eurasien.
Implikationen für die frühe Entwicklung der Erde
Diese Entdeckung hat erhebliche Auswirkungen auf das Verständnis der frühen Entwicklung der Erde. Dies schließt die Idee eines völlig stagnierenden Deckels aus, was bedeutet, dass Plattengrenzen und tektonische Aktivität viel früher vorhanden waren als bisher angenommen.
Die Studie deckte auch die älteste bekannte geomagnetische Umkehrung auf – eine Umkehrung des Erdmagnetfeldes, bei der der Kompass nach Süden statt nach Norden zeigte. Die Häufigkeit dieser Umkehrungen war vor 3,5 Milliarden Jahren geringer als heute, was darauf hindeutet, dass der Kerndynamo der Erde (der Prozess, der das Magnetfeld erzeugt) in der Vergangenheit anders funktionierte.
„Wir sehen eine Bewegung tektonischer Platten, was voraussetzt, dass es Grenzen zwischen diesen Platten gab und dass die Lithosphäre keine große, ununterbrochene Hülle auf der ganzen Welt war … sie war in verschiedene Teile segmentiert, die sich relativ zueinander bewegen konnten.“ – Dr. Alec Brenner, Yale University
Während die genaue Natur der frühen Plattenbewegung ungewiss bleibt (episodisch oder träge), liefert diese Forschung entscheidende Beweise dafür, dass die Erdoberfläche schon viel früher in ihrer Geschichte dynamisch und segmentiert war als bisher angenommen. Die Ergebnisse untermauern die Annahme, dass die Plattentektonik eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Entwicklung des Planeten von seinen frühesten Stadien an gespielt hat.
