Montag, 8. September 2014

Plattentektonik und Evolution

Als Geotektonik werden die globalen Aspekte und die Theorien der Erdentwicklung bezeichnet. Dabei werden der Aufbau der Erdkruste und die geodynamischen Bewegungen untersucht, insbesondere die Verschiebung der Kontinentalplatten (Plattentektonik). Sehr populär wurde das Thema durch Alfred Wegener und sein 1915 erschienenes Buch Die Entstehung der Kontinente und Ozeane. Hat Wegener sich noch von den Formen der Kontinente leiten lassen, hat man heute viele andere Beweise und Erklärungen, die Wegeners noch recht spekulative Annahmen voll unterstützen. Der Sender ARTE hat soeben eine mehrteilige Serie von 2012 wiederholt, die dem Thema gewidmet ist. Auf Deutsch war sie mit ‚Kontinente in Bewegung‘ überschrieben. Auf Französisch hieß sie ‚La valse des continents‘. In jeder Folge wurde die geologische Geschichte eines Kontinents behandelt. Einige Kontinente nahmen mehrere Folgen in Anspruch.  

Globale Erdgeschichte

Jedes Mal wird mit dem heißen Feuerball vor 4,7 Milliarden Jahren begonnen, auf dem sich im Laufe der ersten 2-3 Milliarden Jahre einzelne kleine Inseln bilden. Diese vereinigen sich etwa vor 300 Millionen Jahren (im Karbon) zu einer zusammenhängenden Landmasse, Pangäa genannt. Pangäa zerbricht vor etwa 150 Millionen Jahren, d.h. gegen Ende der Trias-Zeit, und lässt das Urmeer Thetys zwischen den zwei Teilen Gondwana im Süden und Laurasia im Norden entstehen. Den Rest dieses Urmeeres stellt das heutige Mittelmeer dar. Die beiden Urkontinente zerbrechen später und es bilden sich die Vorläufer der heutigen Kontinentalplatten. Diese wandern ihrerseits auf der Oberfläche der Erde herum und kollidieren dabei mit Inseln oder andern Kontinentalplatten. Das führt bis heute zu Erdbeben und Tsunamis. Zusammen mit Vulkanismus und Erosion bestimmen sie die Morphologie der Erde. Dabei verändert sich das Klima und damit Flora und Fauna.

Einige interessante Details

Man kann heute noch an den verschiedensten Stellen der Erde Gestein an der Oberfläche erkennen, dass über vier Milliarden Jahre alt ist, also die gesamte Erdgeschichte mit erlebt hat, so in Asien am Baikalsee, in Südafrika, in Nordkanada und am Amazonas. Nordchina war zunächst eine Insel, schloss sich dann aber Asien an. Bei diesem Vorgang entstand der Ural. Die Alpen entstanden als das Thetys-Meer verschwand aufgrund des Drucks von Süden. Italien war eine vorgelagerte Insel. Die Gesteine des Matterhorn stammen aus Afrika. Das Erdöl der arabischen Halbinsel entstammt den Pflanzen um das versunkene Thetys-Meer. In der Sahara findet man große Mengen an Walknochen aus dieser Zeit.

Südafrika hat zwei Besonderheiten aufzuweisen. Bei der Stadt Kimberley gibt es einen Vulkanschlot, in dem der Druck so hoch war, dass aus Kohlenstoff Diamanten wurden. Da der Vulkankegel wegerodiert ist, liegen die Diamanten auch im Umkreis des früheren Vulkans. Bisher wurden fast drei Tonnen an Diamanten gefördert. Der Meteor-Einschlag bei Vredefort erfolgte vor zwei Milliarden Jahren. Es ist der älteste bekannte Einschlag eines Himmelskörpers. Dieser muss einen Durchmesser von 10 km gehabt haben. Der Krater ist über 50 km breit.

Indien gehörte einst zu Gondwana und wanderte nach Norden. Es überquerte dabei einen vulkanischen Hotspot, der die Dekkan-Hochebene mit Basalt überdeckte. Auch die Appelachen stammen aus der Gondwana-Zeit und setzen sich in Namibia fort. Ganz Gondwana lag einmal direkt über dem Südpol, ehe es sich aufteilte. Damals war Afrika bis zum Kongo unter einer Eisdecke. Die Karibikplatte liegt unter ganz Mittelamerika und ragt im Westen in den Pazifik. Haiti liegt auf der Grenze zwischen den sich reibenden Karibik- und Atlantik-Platten und ist daher besonders erdbeben-gefährdet. Die Verbindung von Nord- und Südamerika, die Landenge von Panama, ist sehr jung. Deshalb kam das Opossum, ein aus Südamerika stammendes Beuteltier, bisher nur bis nach Texas.

Blick in die Zukunft

Afrika drängt unwiderstehlich nach Norden, und zwar mit zwei Zentimetern pro Jahr. Es hebt dabei die Erde in Südspanien an. Die Straße von Gibraltar wird demnächst verschwinden. Dafür entsteht ein neuer Ozean, da wo das Rote Meer ist. Der Fluss Jordan fließt entlang der levantinischen Verwerfung. Dort schiebt sich die Arabische Platte nach Norden und drückt gegen die Türkische Platte. Die Bruchstelle Rotes Meer setzt sich im Afar-Dreieck zwischen Äthiopien und Somali fort. An dieser Stelle bildet sich bereits neuer Ozeanboden in 300 m unter NN. Der Ostafrikanische Grabenbruch geht südlich weiter bis nach Mozambik. Irgendwann wird dieser Teil Afrikas in die Richtung des Indischen Ozeans abwandern. Auch Kalifornien bricht entzwei. Der Teil westlich des St. Andreas-Grabens wird zu einer Insel im Pazifik. Aus geologischer Sicht ist dies bald  ̶  nämlich in etwa 50 Millionen Jahren.

Mega-Katastrophen und die Evolution

In der Erdgeschichte gab es immer wieder zu Katastrophen, die zu einem teilweisen Aussterben der Lebewesen führten. Sechs von ihnen seien erwähnt.
  • Vor rund 480 Millionen Jahren am Ende des Kambriums: Rund 80 % aller Tier- und Pflanzenarten starben aus. Auslöser waren vermutlich ein Klimawandel oder Meeresspiegelschwankungen.
  • Vor rund 440 Millionen Jahren im oberen Ordovizium: Es starben 50 % aller Arten aus. Das globale Klima kühlte sich um etwa fünf Grad ab. Einige Autoren bringen dieses Ereignis mit einer erdnahen Supernova in Verbindung.
  • Vor rund 360 Millionen Jahren im oberen Devon: Erneut starben 50 % aller Arten aus, darunter einige Fische, Korallen und Trilobiten. Einige Wissenschaftler meinen, dass der Sauerstoffgehalt im Wasser sank. Demnach überlebten nur Tiere, die sich anpassen oder Sauerstoff außerhalb des Wassers aufnehmen konnten, z.B. Amphibien.
  • Vor rund 250 Millionen Jahren an der Perm-Trias-Grenze: Es starben 95 % aller meeresbewohnenden Arten sowie etwa 66 % aller landbewohnenden Arten (Reptilien- und Amphibienarten). Die genaue Ursache ist bis heute unbekannt. Ein Zusammenhang könnte mit der damals entstandenen sibirischen Basaltdecke bestehen, die das Klima veränderte. In der Sendung wurde eine Fundstelle in Südchina gezeigt, wo Trias-Schichten über Perm-Schichten liegen. Das Perm ist voller Muscheln, das Trias ist ohne jede Lebensspur.
  • Vor rund 200 Millionen Jahren am Ende der Trias: Es starben 50 bis 80 % aller Arten aus, unter anderen fast alle Landwirbeltiere. Hier wird ein Zusammenhang mit gewaltigen Magmafreisetzungen vor dem Auseinanderbrechen von Pangäa vermutet bzw. die Vergiftung der flachen, warmen Randmeere durch große Mengen von Schwefelwasserstoff, nachdem gewaltige Vulkanausbrüche große Mengen an Kohlendioxid und Schwefeldioxid freigesetzt haben.
  • Vor rund 66 Millionen Jahren an der Kreide-Tertiär-Grenze: Wieder starben rund 50 % aller Tierarten aus, darunter mit Ausnahme der Vögel, auch die Dinosaurier. Als Ursache werden zwei Ereignisse erörtert: Der Einschlag eines Meteoriten nahe der Halbinsel Yucatán und der Ausbruch des Hotspots, der die Dekkan-Platte schuf.

Die Tierwelt, die heute auf der Erde existiert, hat die oben erwähnten Katastrophen zum Teil miterlebt und überlebt. Wir Menschen traten erst viel später auf. Dass die Plattentektonik Afrikas eine entscheidende Rolle bei der Menschwerdung spielte, liegt auf der Hand. Die Fossilien von Vormenschen wurden bisher alle östlich des afrikanischen Grabens gefunden. Die ältesten Hominiden lebten vor drei Millionen Jahren. Wären diese Individuen westlich des Grabens geblieben, wären sie Affen geblieben. Nur die Savannen zwangen sie zum aufrechten Gang. So heißt der Schlusssatz der letzten Sendung über Afrika: Ohne Tektonik würde es keine Menschen geben.

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