Zealandia: Verborgene kontinentale Platte half bei Entstehung des Pazifischen Feuerrings

Jüngste Bohrungen am Meeresboden haben ergeben, dass die kontinentale Platte Zealandia vor etwa 50 bis 35 Millionen Jahren erhebliche Höhenveränderungen erfahren hat. Diese kontinentale Platte befindet sich im südwestlichen Pazifischen Ozean und ist etwa doppelt so groß wie Indien.

Neue Erkenntnisse legen nahe, dass diese Höhenveränderung möglicherweise auf ein weit verbreitetes Wiederaufbrechen alter Verwerfungen zurückzuführen ist. Diese stünden wiederum mit der Bildung des berüchtigten Pazifischen Feuerrings im Zusammenhang. Die Forscher veröffentlichten ihre aktuellen Ergebnisse am 6. Februar in der Zeitschrift Geology.

Die bewegte Geschichte von Zealandia

Seit den 1970er Jahren ist die vorherrschende wissenschaftliche Meinung, dass das ungewöhnlich niedrige Profil Zealandias auf die Ausdünnung seiner Kruste bei der Trennung von Gondwana vor etwa 85 Millionen Jahren zurückzuführen ist.

Nach diesem „tektonischen Feuerwerk“, so Rupert Sutherland, Geophysiker an der Victoria University of Wellington (Neuseeland) und Hauptautor der Studie, hat dieses Modell dazu geführt, dass Zealandia „nichts anderes tut, als sich sanft abzukühlen und abzusenken“.

Die 2017 von der Expedition 371 des „International Ocean Discovery Program“ gesammelten Fossilien zeigen jedoch ein anderes Bild. So hoben sich Teile Nordzealandias während des frühen Känozoikums um ein bis zwei Kilometer, während andere Abschnitte etwa in der gleichen Höhe absanken. Erst anschließend habe sich die gesamte kontinentale Platte einen weiteren Kilometer ins Wasser abgesenkt.

Der Zeitpunkt dieser topografischen Veränderungen fällt mit einer globalen Umgestaltung der tektonischen Platten zusammen, schreiben Sutherland und seine Mitautoren. Belegt wurden diese Veränderungen unter anderem durch die gebogene Form der Hawaii-Kette und der Beginn der Subduktion. Letzteres ist mit Vulkanismus und Seismik in einem Gürtel verbunden, der heute noch einen Großteil des westlichen Pazifiks umschließt.

Kürzlich durchgeführte Meeresbodenbohrungen haben ergeben, dass der „verborgene Kontinent“ Zealandia vermutlich an der Bildung des Pazifischen Feuerrings beteiligt war. Foto: International Ocean Discovery Program, JOIDES Resolution Science Operator

Neuer Mechanismus zur Klärung alter Fragen

Laut Sutherland wissen die Wissenschaftler, dass die Subduktion den tektonischen Plattenkreislauf antreibt, jedoch noch nicht, wie er beginnt. Die Bohrexpedition nach Zealandia könnte nun neue Einblicke in diesen grundlegenden Prozess bieten.

„Eine der erstaunlichsten Beobachtungen ist, dass die ersten Anzeichen des Feuerrings im gesamten Westpazifik fast gleichzeitig auftraten“, sagt Sutherland. „Da dieser Zeitpunkt vor der Umgestaltung der tektonischen Platten liegt, müssen die Wissenschaftler eine Erklärung dafür finden, wie die Subduktion in einem so großen Gebiet in so kurzer Zeit begann.“

Sutherland und seine Koautoren schlagen einen neuen Mechanismus vor: ein sogenanntes „Subduktionsbruchereignis“. Ihrer Meinung nach ähnelt es einem massiven, extrem langsamen Erdbeben. Die Forscher glauben zudem, dass das Ereignis alte Subduktionsstörungen wiederbelebt hat, die viele Millionen Jahre lang geschlummert hatten.

„Wir wissen nicht, wo oder warum“, sagt Sutherland, „aber etwas geschah, das lokal eine Bewegung auslöste. Und als die Verwerfung zu rutschen begann, wie bei einem Erdbeben, breitete sich die Bewegung schnell seitwärts aus. So wirke sie sich auf benachbarte Teile des Verwerfungssystems und auf Bereiche um den westlichen Pazifik aus.“

Die Lage des Pazifischen Feuerrings. Foto: Svolks / Wikimedia Commons

Eine Million Jahre später

Aber anders als bei einem Erdbeben kann das Ereignis des Subduktionsbruchs länger als eine Million Jahre gedauert haben, um sich zu entfalten. „Letztendlich“, sagt Sutherland, „sollten uns die Sedimentaufzeichnungen Zealandias helfen, zu bestimmen, wie und warum dieses Ereignis stattgefunden hat und welche Folgen es für Tiere, Pflanzen und das globale Klima hatte.“

Laut der Forscher gibt es für diesen Prozess kein modernes Beispiel. Da das Ereignis jedoch in einer Zeit schneller, globaler plattentektonischer Veränderungen stattgefunden hat, könnte es weitere vergleichbare Ereignisse in der Vergangenheit gegeben haben.

„Geologen gehen im Allgemeinen davon aus, dass das Verständnis der Gegenwart der Schlüssel zum Verständnis der Vergangenheit ist“, sagt Sutherland. „Aber zumindest in diesem Fall mag das nicht zutreffen.“

Die Lage Zealandias im südwestlichen Pazifik. Foto: Sémhur / Wikimedia Commons

Ist Zealandia der achte Kontinent?

Bereits vor drei Jahren veröffentlichten Geowissenschaftler unter der Leitung von Nick Mortimer und Hamish Campbell eine Studie zum „verborgenen Kontinent“ der Erde. Demnach sollte Zealandia als eigenständiger, achter Kontinent der Erde bezeichnet werden. Der Name geht jedoch bereits 1995 auf den Geophysiker Bruce Luyendyk zurück.

Dabei, so erklärte er, war es nie seine Absicht, einen neuen Kontinent zu beschreiben. „Der Grund, warum ich auf diesen Begriff gekommen bin, ist aus Bequemlichkeit“, sagt Luyendyk gegenüber ScienceAlert. Demnach wollte Luyendyk lediglich einen Sammelbegriff für Neuseeland, Neukaledonien sowie einer Reihe von untergetauchten Stücken verwenden.

Doch Luyendyk und andere Geologen stimmen dennoch der Studie zu, dass es sich bei Zealandia um einen Kontinent handelt. „Diese Leute [aus der Studie] sind Geowissenschaftler der A-Liste“, so Luyendyk. „Ich denke, sie haben eine solide Sammlung von Beweisen zusammengestellt, die wirklich gründlich ist.“

Außerdem erfülle Zealandia alle vier vorgegebenen Punkte, um in der Geowissenschaft als Kontinent zu gelten. So erhebe sich Zealandia mit Neuseeland relativ hoch vom Meeresboden und weise eine Vielfalt von drei Gesteinsarten auf (magmatisch, metamorph und sedimentär). Zudem habe es einen dickeren und weniger dichten Krustenabschnitt im Vergleich zum umgebenden Meeresboden. Zu guter Letzt ist das Gebiet 4,9 Millionen Quadratkilometern groß genug und habe klar definierte Ränder.