Im Grunde funktioniert die Erde wie ein unendlich zäher Brei, der in einem großen Topf vor sich hin brodelt: Denn in ihrem Inneren sorgt der radioaktiven Zerfall für große Hitze – und die muss heraus! Das erledigen großflächige Konvektionsströmungen. Sie rühren die Erde permanent im Schneckentempo durch. Dieser Hitzetransport ist die Triebfeder der Plattentektonik, die an der Erdoberfläche Ozeane aufreißt oder Gebirge auftürmt. Aber anscheinend hat dieser Hitzetransport eine bislang vernachlässigte Nebenwirkung:
"Wenn die Plattentektonik beispielsweise unter New York nicht reichlich Hitze aus dem Erdinneren nach oben schaffen würde, läge die Stadt tief unter Wasser. Die Hitze, die dort aus dem Erdinneren aufsteigt, heizt die Erdkruste auf, weshalb ihre Dichte absinkt und sie wie ein Korken aufschwimmt. Unter Nordkanada hingegen spielt dieser Effekt des plattentektonischen Temperaturauftriebs keine Rolle. Dort ist die Erdkruste drei Milliarden Jahre alt und entsprechend kalt."
Wäre überall unter Nordamerika die Erdkruste und der darunter liegende obere Erdmantel so kühl wie unter Nordkanada, versänke die Ostküste der USA von Boston bis Miami 400 bis 700 Meter tief unter den Meeresspiegel, erklärt Derrick Hasterok von der Universität Utah:
"”Ohne diese Extra-Hitze aus dem Untergrund bliebe von Nordamerika nicht viel mehr als die Bergspitzen der Rocky Mountains, die Sierra Nevada und die Cascade-Range im pazifischen Nordwesten übrig. Denver läge nicht 1600 Meter hoch, sondern unter dem Meeresspiegel, ebenso wie Salt Lake City. Wirklich, der größte Teil des Kontinents wäre unter Wasser.""
Diese Erkenntnis ist überraschend. Bislang dachten die Geologen, dass lediglich die Dichte der Gesteine und die Druck- oder Zugkräfte der Plattentektonik die Topographie eines Gebietes bestimmen. Temperaturunterschiede blieben unberücksichtigt. Hasterok:
"Anders als bisher vermutet haben wir es also mit einem Kräftegleichgewicht zu tun, bei dem die Auftriebskraft der Kontinente sowohl durch die Dichte ihrer Gesteine bestimmt wird, als auch durch die Variationen in der Temperatur."
Verraten haben das jetzt die Erdbebenwellen. Je kälter die Gesteine sind, desto schneller laufen sie durch den Untergrund. Sie liefern Informationen, mit denen sich eine Art Wärmebild der Erde berechnen lässt – und dabei stellte sich dann der überraschend große Einfluss des plattentektonischen Wärmetransports auf die Landschaft heraus. Hasterok:
"”Die Hälfte des Auftriebs beruht auf der Zusammensetzung der Gesteine und die andere Hälfte auf der Temperatur.""
Ein Beispiel: Obwohl das Colorado-Plateau und die Great Plains östlich der Rocky Mountains aus demselben Gestein bestehen, beträgt der Höhenunterschied zwischen ihnen 1500 Meter. Der Grund: Das Gestein unter dem Colorado Plateau ist um 150 Grad Celsius heißer und damit weniger dicht als das unter den Great Plains – und entsprechend hoch steigt die Landschaft auf. Hasterok:
"”Dass die Hitze in der Erdkruste und im oberen Erdmantel eine Rolle spielt, haben Geologen schon vor Jahrzehnten für die Meere erkannt. Der Meeresboden ist an den mittelozeanischen Rücken bis zu 3000 Metern hoch. Dort dehnt die Plattentektonik die Kruste, und aus dem Erdinneren dringt heißes Magma auf. Neue Meereskruste entsteht, die, wie auf einem Förderband, die ältere Ozeankruste zur Seite schiebt. Je länger die Meereskruste auf diesem Förderband ist, desto älter und kälter und dichter ist sie – und sinkt damit ab. Für die Ozeane war das Modell bekannt, aber bislang hat es niemand auf die Kontinente ausgeweitet.""
Das Ganze schien schlicht zu komplex zu sein, weil die Zusammensetzung der Kontinentalplatten zu heterogen und ihr Aufbau zu chaotisch ist. Die Geologen aus Utah haben sich nun doch herangewagt, und mit ihrer Entdeckung der Temperaturabhängigkeit sind sie einen wichtigen Schritt zu einem ganzheitlichen Bild der dynamischen Prozesse in der Erde weiter gekommen. Momentan berechnen die Geophysiker, wie es mit den anderen Kontinenten aussieht. Denn der Effekt macht sich sicherlich nicht nur in Nordamerika allein bemerkbar.
"Wenn die Plattentektonik beispielsweise unter New York nicht reichlich Hitze aus dem Erdinneren nach oben schaffen würde, läge die Stadt tief unter Wasser. Die Hitze, die dort aus dem Erdinneren aufsteigt, heizt die Erdkruste auf, weshalb ihre Dichte absinkt und sie wie ein Korken aufschwimmt. Unter Nordkanada hingegen spielt dieser Effekt des plattentektonischen Temperaturauftriebs keine Rolle. Dort ist die Erdkruste drei Milliarden Jahre alt und entsprechend kalt."
Wäre überall unter Nordamerika die Erdkruste und der darunter liegende obere Erdmantel so kühl wie unter Nordkanada, versänke die Ostküste der USA von Boston bis Miami 400 bis 700 Meter tief unter den Meeresspiegel, erklärt Derrick Hasterok von der Universität Utah:
"”Ohne diese Extra-Hitze aus dem Untergrund bliebe von Nordamerika nicht viel mehr als die Bergspitzen der Rocky Mountains, die Sierra Nevada und die Cascade-Range im pazifischen Nordwesten übrig. Denver läge nicht 1600 Meter hoch, sondern unter dem Meeresspiegel, ebenso wie Salt Lake City. Wirklich, der größte Teil des Kontinents wäre unter Wasser.""
Diese Erkenntnis ist überraschend. Bislang dachten die Geologen, dass lediglich die Dichte der Gesteine und die Druck- oder Zugkräfte der Plattentektonik die Topographie eines Gebietes bestimmen. Temperaturunterschiede blieben unberücksichtigt. Hasterok:
"Anders als bisher vermutet haben wir es also mit einem Kräftegleichgewicht zu tun, bei dem die Auftriebskraft der Kontinente sowohl durch die Dichte ihrer Gesteine bestimmt wird, als auch durch die Variationen in der Temperatur."
Verraten haben das jetzt die Erdbebenwellen. Je kälter die Gesteine sind, desto schneller laufen sie durch den Untergrund. Sie liefern Informationen, mit denen sich eine Art Wärmebild der Erde berechnen lässt – und dabei stellte sich dann der überraschend große Einfluss des plattentektonischen Wärmetransports auf die Landschaft heraus. Hasterok:
"”Die Hälfte des Auftriebs beruht auf der Zusammensetzung der Gesteine und die andere Hälfte auf der Temperatur.""
Ein Beispiel: Obwohl das Colorado-Plateau und die Great Plains östlich der Rocky Mountains aus demselben Gestein bestehen, beträgt der Höhenunterschied zwischen ihnen 1500 Meter. Der Grund: Das Gestein unter dem Colorado Plateau ist um 150 Grad Celsius heißer und damit weniger dicht als das unter den Great Plains – und entsprechend hoch steigt die Landschaft auf. Hasterok:
"”Dass die Hitze in der Erdkruste und im oberen Erdmantel eine Rolle spielt, haben Geologen schon vor Jahrzehnten für die Meere erkannt. Der Meeresboden ist an den mittelozeanischen Rücken bis zu 3000 Metern hoch. Dort dehnt die Plattentektonik die Kruste, und aus dem Erdinneren dringt heißes Magma auf. Neue Meereskruste entsteht, die, wie auf einem Förderband, die ältere Ozeankruste zur Seite schiebt. Je länger die Meereskruste auf diesem Förderband ist, desto älter und kälter und dichter ist sie – und sinkt damit ab. Für die Ozeane war das Modell bekannt, aber bislang hat es niemand auf die Kontinente ausgeweitet.""
Das Ganze schien schlicht zu komplex zu sein, weil die Zusammensetzung der Kontinentalplatten zu heterogen und ihr Aufbau zu chaotisch ist. Die Geologen aus Utah haben sich nun doch herangewagt, und mit ihrer Entdeckung der Temperaturabhängigkeit sind sie einen wichtigen Schritt zu einem ganzheitlichen Bild der dynamischen Prozesse in der Erde weiter gekommen. Momentan berechnen die Geophysiker, wie es mit den anderen Kontinenten aussieht. Denn der Effekt macht sich sicherlich nicht nur in Nordamerika allein bemerkbar.