Warum der Atlantik jedes Jahr breiter wird

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Der Atlantische Ozean weitet sich jedes Jahr um 4 cm, da Material aus der Tiefe des Erdmantels aufsteigt und die tektonischen Platten auseinanderdrückt.

Der Mittelatlantische Rücken (dunkelorange) in einer bathymetrischen Karte des Earth Observatory der NASA. Foto: NASA — Der Mittelatlantische Rücken (dunkelorange) in einer bathymetrischen Karte des Earth Observatory der NASA. Foto: *NASA*

Die tektonische Platte, die Amerika stützt, löst sich unter Europa und Afrika. Doch wie und warum dies genau geschieht, bleibt für die Wissenschaftler ein Rätsel, da es im Atlantik keine dichten subduzierenden Platten wie im Pazifik gibt. Eine 2021 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie legt nahe, dass der Schlüsselfaktor für die Ausdehnung des Atlantiks unter einer massiven Unterwasserbergkette mitten im Ozean liegt.

Eine Reihe untergetauchter Gebirgszüge, der sogenannte Mittelatlantische Rücken (MAR), trennt die nordamerikanische tektonische Platte von Eurasien und die südamerikanische tektonische Platte von Afrika. Das Team stellte fest, dass Material aus dem tiefen Erdinneren durch das MAR an die Oberfläche stieg und die tektonischen Platten auf beiden Seiten der Trennlinie auseinander drückte.

Der 2.896 Kilometer dicke, größtenteils feste Erdmantel umgibt den Erdkern. Die Erdkruste ist in viele tektonische Platten unterteilt, die wie ein Puzzle zusammenpassen. Sie interagieren auf verschiedene Weise: Sie bewegen sich gemeinsam, driften auseinander oder gleiten nach unten. Die Spreizung des Meeresbodens, die durch das Auseinanderdriften tektonischer Platten entsteht, ist eine Möglichkeit, wie Magma aus dem Untergrund an die Oberfläche gelangt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass weiche, heiße Gesteine aus dem Erdmantel aufsteigen und durch Konvektionsströme an die Oberfläche gedrückt werden.

Jegliches Material, das unter eine tektonische Plattengrenze wie MAR gedrückt wird, beginnt normalerweise im Erdmantel, ganz in der Nähe der Erdoberfläche, also 4,8 km unter der Kruste. Material aus dem unteren Erdmantel, der dem Kern am nächsten liegt, wird dort nicht nachgewiesen. Eine Studie aus dem Jahr 2021 ergab jedoch, dass MAR ein konvektiver Hotspot ist. Die Forscher haben die seismische Aktivität in einem Gebiet von 1.000 Quadratkilometern gemessen. Sie warfen 2016 39 Seismometer ins Meer und ließen sie dort ein Jahr lang, um weltweit Daten zu Erdbeben zu sammeln.

Seismische Wellen, die vom Material im Erdkern abprallen, geben den Wissenschaftlern Einblicke in die Vorgänge im Erdmantel unter dem MAR. Das Team fand heraus, dass dort Magma und Gestein 660 Kilometer unter dem Erdmantel an die Oberfläche gedrückt werden könnten. Das Aufsteigen von Material führt dazu, dass sich die tektonischen Platten und die darüber liegenden Kontinente mit einer Geschwindigkeit von 4 cm pro Jahr voneinander trennen.

„Auftrieb vom unteren Mantel zum oberen Mantel und an die Oberfläche wird normalerweise mit einigen wenigen lokalisierten Orten wie Island, Hawaii und Yellowstone in Verbindung gebracht, nicht mit Mittelozeanischen Rücken“, sagte Matthew Aguis, Seismologe an der Roma Tre University und Co-Autor der Studie von 2021. „Das macht die Ergebnisse sehr interessant, weil sie völlig unerwartet waren.“

Normalerweise wird der Materialtransport vom unteren in den oberen Erdmantel durch ein dichtes Gesteinsband in der Übergangszone in Tiefen zwischen 410 und 660 km behindert. Doch Agius und seine Kollegen schätzen, dass unterhalb des MAR die Temperaturen im tiefsten Teil der Übergangszone höher sind als erwartet, wodurch die Region dünner wird. Aus diesem Grund kann Material leichter zum Meeresboden aufsteigen als anderswo auf der Erde.

Normalerweise bewegen sich tektonische Platten unter dem Einfluss der Schwerkraft, da diese die dichteren Teile der Platte in Richtung Erde zieht. Allerdings ist die tektonische Platte, die den Atlantischen Ozean umgibt, nicht so fest, und die Wissenschaftler fragen sich, was die Platte antreibt, wenn nicht die Schwerkraft. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass der Mechanismus hinter der Ausbreitung des Atlantischen Ozeans möglicherweise auf das Aufsteigen von Material tief im Erdmantel zurückzuführen ist. Catherine Rychert, Geophysikerin an der Universität Southampton, sagte, der Prozess habe vor 200 Millionen Jahren begonnen und die Expansionsrate könne sich in Zukunft noch erhöhen.

An Khang (laut Business Insider )

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