Neue tektonische Ansichten von Erde und Antarktis

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und des britischen Polarforschungsinstituts British Antarctic Survey (BAS) haben herausgefunden, wie die Gravitationsdaten der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der GOCE-Mission (Ocean Circulation Explorer)  genutzt werden können, um tiefengeologische Besonderheiten der Lithosphäre und der tektonischen Platten der Erde auf relativ einfache Weise abzubilden. Laut einem in dieser Woche veröffentlichten Artikel der Fachzeitschrift Scientific Reports hilft die Studie den Forschenden zudem dabei, die Auswirkungen der Kontinentalstruktur unterhalb der Antarktis auf das Verhalten der Eisdecke besser zu verstehen. Dies ist wichtig, um den Einfluss des eisigen Kontinents auf den zukünftigen Anstieg der Meeresspiegel einschätzen zu können.

Das Team hat hierzu satellitengestützte Gravitationsdaten der GOCE-Mission ausgewertet, um ein neues Tool zur Erforschung der Strukturen sämtlicher Erdkontinente, inklusive der Antarktis, zu entwickeln. Hierzu wurden verschiedene Gravitationsfelder zu simpleren „Krümmungsbildern“ zusammengefasst, die interpretiert werden können, um so eine umfangreiche tektonische Karte der Erde zu erstellen.

„Unsere neuen satellitengestützten Gravitationsbilder erweitern unsere Kenntnisse der Tiefenstruktur der Erde. Die Satellitendaten können mit seismologischen Daten kombiniert werden, um einheitlichere 3D-Bilder der Kruste und des oberen Mantels der Erde zu erstellen. Diese sind äußerst wichtig, um zu verstehen, wie Plattentektonik und Manteldynamik miteinander interagieren“, so Hauptautor Professor Jörg Ebbing von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel.

Fausto Ferraccioli, wissenschaftlicher Leiter der geologischen und geophysischen Abteilung des British Antarctic Surveys und Co-Autor der Studie, fügt hinzu: „Satellitengestützte Gravitationsdaten revolutionieren unsere Möglichkeiten, den am wenigsten verstandenen Kontinent der Erde zu erforschen – die Antarktis. Diese Gravitationsbilder bieten verlockende Einblicke und lassen uns tief in das Innere der Erde schauen.  Wir können nun einen Blick auf uralte Bereiche der Kontinentalkruste der Erde werfen.  In der Ostantarktis sehen wir ein spannendes Mosaik geologischer Formationen, die fundamentale Ähnlichkeiten und Unterschiede erkennen lassen zwischen der Kruste der Antarktis und anderer Kontinente, mit denen sie vor 160 Millionen Jahren verbunden war”. 

Die neue Studie ermöglicht eine Ansicht der Kontinentalkruste des obersten Mantels der Erde, die mit globalen seismischen Modellen allein zuvor nicht möglich war. Die Autorinnen und Autoren der Studie merken an, dass sich trotz ähnlicher seismischer Eigenschaften Kontraste in den Gravitationsbildern sehr alter Krustenteile (sog. Kratone) feststellen lassen, die auf Unterschiede in ihren Tiefenstrukturen und Kompositionen hindeuten. Diese Merkmale sind sehr wichtig. Denn sie bilden die ältesten Kerne der kontinentalen Lithosphäre und enthalten Schlüsseldaten zur rätselhaften Frühgeschichte der Erde.


Formindex der Antarktis in einer Rekonstruktion des Großkontinents Gondwana von vor ca. 200 Mio. Jahren. Die neuen satellitengestützten Gravitationsdaten dienen der Erforschung der antarktischen Lithosphäre und ihrer früheren Verbindungen zu Afrika, Indien, Australien, Zealandia und Südamerika.

Originalpublikation:

Ebbing, J., Haas, P., Ferraccioli, F., Pappa, F., Szwillus W., und Bouman J. Earth tectonics as seen by GOCE - Enhanced satellite gravity gradient imaging. Scientific Reports, DOI: 10.1038/s41598-018-34733-9.
www.nature.com/articles/s41598-018-34733-9

Zum Weiterlesen: GOCE+Antarctica- Dynamic Antarctic Lithosphere:
www.bas.ac.uk/project/goceantarctica/

Zum Weiterlesen: 3D+Earth- A Dynamic Living Planet:
www.3dearth.uni-kiel.de/en

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